Universidad Carlos III de Madrid - UC3M

Un grupo de científicos de la Universidad Carlos III de Madrid han creado un robot con un modelo de navegación integrado que le permite desplazarse por el camino más adecuado de forma autónoma. El robot, llamado “Goliat” por su gran tamaño, crea mapas tridimensionales en tiempo real gracias a un láser, una brújula y un navegador GPS.

En anteriores proyectos se había trabajado con sistemas de navegación en entornos con obstáculos bien definidos, como paredes, suelos planos y escollos bidimensionales. Sin embargo, “en el caso de entornos exteriores se complica un poco más, ya que el terreno no es plano, presenta rugosidades y los obstáculos no suelen estar formados por líneas rectas”, comenta Cristina Castejón, coautora del estudio publicado recientemente en la revista “IEEE transactions on systems man and cybernetics part A-Systems and humans”.

Este nuevo sistema proporciona al robot la suficiente independencia como para desplazarse en entornos exteriores. Según Castejón, del grupo de Investigación Avanzada en Síntesis, Análisis, Modelado y Simulación de Máquinas y Mecanismos (MAQLAB) y colaboradora externa del Robotics Lab, ambos grupos de la Universidad Carlos III de Madrid, “el propio robot es capaz de determinar qué camino es más seguro para él”. Esta habilidad resulta especialmente interesante en tareas de exploración de terrenos complicados. Como comenta la investigadora, “la nueva técnica permite la construcción de mapas de navegación en tiempo real, además de ser capaz de crear modelos en entornos interiores complejos, con alta densidad de obstáculos”.

“Goliat”, un vehículo simple y seguro

Este sistema de construcción de mapas locales se basa en el Diagrama de Voronoi, una herramienta matemática que permite descomponer el entorno en regiones de pertenencia en función de la distancia a determinados objetos. De este modo, “las fronteras de las regiones, denominadas bordes de Voronoi, nos marcan el camino de máxima seguridad para el robot”, explica Cristina Castejón, una de las investigadoras que firma el estudio.

“Goliat” está dotado únicamente de una brújula, un láser y un navegador GPS. La brújula y el láser permiten obtener mapas locales, mientras que el GPS es capaz de crear mapas globales desde un punto de referencia fijo. Como explica la científica, “lo que hacemos es dividir un mapa en celdillas y evaluamos la pertenencia a cada uno de los obstáculos previamente definidos”. De este modo, “la celda pertenecerá al obstáculo que tenga más cerca”, asegura Castejón.

El desplazamiento seguro que permite el sistema de navegación no es extrapolable a otras máquinas como los coches o los aviones puesto que “los automóviles suelen navegar por entornos semiestructurados, con zonas bien delimitadas como carreteras con líneas blancas y señales de tráfico”, comenta Cristina Castejón del Departamento de Ingeniería Mecánica de la UC3M, por lo que no sería necesaria la utilización de información tridimensional para un movimiento seguro.

El estudio, titulado “A compact modeling technique for outdoor navigation”, ha sido publicada recientemente por varios investigadores de la UC3M en la revista ‘IEEE transactions on systems man and cybernetics part A-Systems and humans’.