TESIS DOCTORAL Diseño Software de una Arquitectura de Control de Robots Autónomos ...

243 Pages·2010·7.91 MB·Spanish

UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
TESIS DOCTORAL
Diseæo Software de una Arquitectura de Control
de Robots Aut(cid:243)nomos Inteligentes. Aplicaci(cid:243)n a
un Robot Social.
Autor:
Rafael Rivas Estrada
Directores:
Miguel `ngel Salichs
Ram(cid:243)n Barber
DEPARTAMENTO DE INGENIER˝A DE SISTEMAS Y AUTOM`TICA
LeganØs, Julio 2010

TESIS DOCTORAL
DISE(cid:209)O SOFTWARE DE UNA ARQUITECTURA DECONTROL DE
ROBOTS AUT(cid:211)NOMOS INTELIGENTES. APLICACI(cid:211)N A UN ROBOT
SOCIAL.
Autor: Rafael Rivas Estrada
Directores: Miguel `ngel Salichs, Ram(cid:243)n Barber
Firma del Tribunal Cali(cid:28)cador:
Firma
Presidente:
Vocal:
Vocal:
Vocal:
Secretario:
Cali(cid:28)caci(cid:243)n:
LeganØs, de de

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Resumen
El objetivo principal de esta tesis es el diseæo y desarrollo de un conjunto
de herramientas para la realizaci(cid:243)n de una arquitectura de control de un robot
social. Esta realizaci(cid:243)n debe permitir la apropiaci(cid:243)n de la tecnolog(cid:237)a necesaria
paralograrelcontrolefectivoye(cid:28)cientedeloscomponentesl(cid:243)gicosyf(cid:237)sicosque
conforman un robot.
El componente principal de la arquitectura es una habilidad, de(cid:28)nida en la
arquitectura AutomÆtico-Deliberativa AD, desarrollada en el grupo de investi-
gaci(cid:243)n RoboticsLab de la Universidad Carlos III de Madrid. En este trabajo se
presenta los siguientes elementos: un sistema distribuido de emisi(cid:243)n y captura
de eventos, un sistema de memoria a corto plazo para la distribuci(cid:243)n de infor-
maci(cid:243)n, un tipo de dato abstracto que permite implementar habilidades, y un
secuenciador capaz de interpretar en tiempo de ejecuci(cid:243)n secuencias de control.
Todos los componentes operan de forma dØbilmente acoplada, y pueden eje-
cutarse en uno o varios ordenadores interconectados mediante el protocolo TC-
P/IP.Laoperaci(cid:243)nconcurrenteyparaleladeloscomponentespresentadosabre
laposibilidaddeejecutarcomportamientospreviamenteestablecidosode(cid:28)nidos
en l(cid:237)nea por un sistema sintetizador de secuencias de control.
Finalmente cabe destacar que los componentes han sido totalmente dise-
æados, desarrollados y probados en el robot social Maggie, y la integraci(cid:243)n de
Østos permiten la construcci(cid:243)n de la Arquitectura AutomÆtica Deliberativa de
una manera modular, fÆcil de integrar y de depurar.

iii
Abstract
The main objective of this thesis is the design and development of a set of
tools for the realization of a control architecture of a social robot. This reali-
zation should allow the appropriation of technology for e(cid:27)ective and e(cid:30)cient
control of software and hardware components that make up a robot.
The main component of the architecture is a skill, as de(cid:28)ned in the
Automatic-Deliberative AD architecture, developed in the research group Ro-
boticsLabCarlosIIIUniversityofMadrid.Inthispaper,thefollowingelements:
a distributed system of emission and capture of events, a system of short-term
memoryforthedistributionofinformation,anabstractdatatypethatallowsto
implement skills, and a sequencer capable of playing time implementing control
sequences.
All components operate in a loosely coupled, and can run on one or mo-
re computers interconnected by TCPnIP. Concurrent and parallel operation of
thecomponentspresentedopensthepossibilityofimplementingpre-established
behavior online or de(cid:28)ned by a system of control sequences synthesizer.
Finally it is noted that the components have been fully designed, developed
and tested in the social robot Maggie, and the integration of these allow the
construction of the Automatic Architecture Deliberative in a modular, easy to
integrate and debug.

v
a mi Madre y a la memoria de mi Padre