Framework de comunicaciones para robótica educativa, distribuida y colaborativa

Abstract

La robótica es uno de los ámbitos más complejos de entender y desarrollar para la gran mayoría de la sociedad. Esta disciplina comprende campos de diferentes ingenierías, como son Ingeniería mecatrónica, Ingeniería eléctrica, Ingeniería electrónica, Ingeniería biomédica y ciencias de la computación. Abarca el diseño, la construcción, la operación y la creación de robots, así como el desarrollo del software del mismo. Por todo ello pensamos que es de interés común acercar la robótica a la sociedad, esto es, crear un medio para acercar la robótica a cualquier persona, más allá de los expertos de las diferentes ingenierías y ciencias que participan en ello. Para satisfacer el deseo de aquellas personas con curiosidad por la robótica existe la robótica educativa. La robótica educativa es un medio de aprendizaje en el cual participan estas personas con curiosidad por la robótica, por el diseño y la construcción de robots propios. Además, también es una forma pedagógica para que estudiantes se acerquen al complejo mundo de la robótica y de otras disciplinas horizontales tan dispares como las matemáticas, la física o el aprendizaje de lenguas extranjeras. Este trabajo nace en el ámbito del Laboratorio de Robótica y Visión Artificial de la Universidad de Extremadura (en adelante RoboLab) y más explícitamente en el proyecto denominado “PYRO4BOT”. PYRO4BOT es un entorno de trabajo (framework) para el desarrollo de robots de forma sencilla, abierta y apto para todos los públicos, actualmente se encuentra en fase de desarrollo y está escrito en el lenguaje de programación Python ®. Este framework debe permitir al usuario el despliegue de un sistema robótico de una forma amigable y cómoda en un tiempo razonablemente corto. En definitiva, si se dispone de una base robótica, un conjunto de sensores y actuadores conectados conforme a sus especificaciones, el usuario, casi de forma independiente a sus conocimientos previos (excepto un nivel básico de programación) debe hacer uso del robot de forma rápida y sencilla. En este trabajo de fin de estudios (TFE) se propone la ampliación del framework para, en primer lugar, mejorar sus capacidades y posteriormente mediante la creación de un Middleware de comunicaciones poder realizar comunicaciones con otros robots, es decir, ofrecer a PYRO4BOT la posibilidad de realizar robótica distribuida y colaborativa.

Robotics is the most complex objective to understand and develop for the majority of society. This discipline includes fields of different engineering, such as Mechanical Engineering, Electrical Engineering, Electronic Engineering, Biomedical Engineering and Computer Science. It covers the design, construction, operation and creation of robots, as well as the development of the software itself. For all this we think it is of common interest to bring robotics to society, that is, to créate a means to bring robotics closer to anyone, beyond the experts of the different engineering and science involved in it. To satisfy the desire of those people with a curiosity for robotics, there is educational robotics. Educational robotics is a learning medium in which these people participate with curiosity for robotics, for the design and construction of their own robots. In addition, it is also a pedagogical way for students to approach the complex world of robotics and other horizontal disciplines as diverse as mathematics, physics or foreign language learning. This work was born in the field of Robotics and Artificial Vision Laboratory of the University of Extremadura (hereinafter RoboLab) and more explicitly in the Project called "PYRO4BOT". PYRO4BOT is a working environment (framework) for the development of robots in a simple, open and suitable for all audiences, is currently in development phase and is written in the programming language Python ®. This framework should allow the user to deploy a robotic system in a friendly and comfortable way in a reasonably short time. In short, if you have a robotic base, a set of sensors and actuators connected according to your specifications, the user, almost independently of their previous knowledge (except a basic level of programming) should make use of the robot quickly and simple. In this end-of-studies project (TFE) we propose the extension of the framework to, firstly, improve its capabilities and subsequently by creating a communications Middleware to be able to communicate with other robots, that is, offer PYRO4BOT the possibility to perform distributed and collaborative robotics.