Es evidente que en el desarrollo de robots actual no se puede comparar con los robots el siglo XX, ya que la tecnología ha dado grandes pasos tanto a nivel de hardware como en el software, incluso hoy en día dotándolos de inteligencia. Sin embargo, no se tiene mucha constancia sobre cómo es el proceso de desarrollo de un robot, las decisiones que se deben tomar para un funcionamiento óptimo e incluso las herramientas y recursos que puede utilizar en el desarrollo.
En el análisis y diseño, existen lenguajes como SysML que permite formalizar un diseño donde implemente componentes hardware ya sea actuadores, como un motor para la movilidad; o sensores, como un acelerómetro para leer la posición actual del objeto. A parte de incluir estos componentes, la construcción de un sistema permite al desarrollador un primer acercamiento al resultado final del proyecto. Pero a pesar de desarrollar sistemas que estén muy bien definidos, a la hora de arrancar la implementación se puede dar cuenta que el sistema que se ha construido tiene errores o no se han contemplado posibilidades que cambien toda la lógica del proyecto.
En cualquier proyecto profesional, la parte más importante y donde se emplea la mayor parte del tiempo del proyecto es el análisis y diseño del sistema. Cuando en la implementación aparecen los errores que no se han contemplado en el diseño, las pérdidas pueden resultar en grandes pérdidas económicas y producir atrasos en el proyecto. Con las herramientas que se van a explicar en este trabajo, se quiere desarrollar una nueva metodología de trabajo que permita omitir esas pérdidas económicas y que los atrasos producidos no sean tan perjudiciales. La metodología divide la implementación en dos partes: la primera parte será desarrollar dentro de un mundo simulado, donde nos permita construir los recursos que impone el proyecto sin un coste económico; y la segunda parte constaría de transformar la implementación de la simulación al entorno rea. Los resultados que se quieren obtener es que con la primera implementación se pueda evaluar si el diseño que se ha implementado es el correcto y el resultado es el esperado o no, esto permite que en el caso de error las pérdidas no sean tan grandes.
Esta metodología se probará a través de la implementación de una mano biónica, que permita al usuario cerrar y abrir la mano a través de las lecturas de un sensor EMG. Se desarrollará un análisis y diseño a través del lenguaje SysML; se realizará la primera implementación en el entorno de simulación Webots; con la herramienta de ROS se quiere conectar el sensor EMG, con esto se quiere dar el primer paso a la implementación real a través del desarrollo del sensor; tras el desarrollo de la primera implementación se desarrollará la implementación real, a través de la impresión 3D para desarrollar su estructura y mecanismos; y finalmente, evaluar los resultados obtenidos nombrando las ventajas y las desventajas de la metodología.
Abstract:
It is evident that the current development of robots cannot be compared to that of 20thcentury robots, as technology has made great strides in both hardware and software, even equipping robots with intelligence today. However, there is still little awareness about the actual process of robot development, the decisions that need to be made for optimal performance, and even the tools and resources that can be used during development.
In analysis and design, there are languages such as SysML that allow for the formalization of a design that includes hardware components, such as actuators (e.g., a motor for mobility) or sensors (e.g., an accelerometer to read the current position of the object). In addition to including these components, the construction of a system gives the developer an initial approach to the final result of the project. However, despite developing systems that are very well-defined, when implementation begins, one might realize that the system has flaws or that some scenarios were not considered, potentially altering the entire project logic.
In any professional project, the most important phase—and the one where the most time is spent—is the analysis and design of the system. When errors arise during implementation that were not considered during the design phase, it can lead to significant financial losses and project delays. With the tools that will be explained in this work, the goal is to develop a new methodology that avoids those financial losses and reduces the negative impact of any delays. The methodology divides the implementation into two parts: the first part involves development within a simulated environment, allowing the construction of the project’s required resources without economic cost; the second part consists of transferring the implementation from the simulation to the real environment. The aim is to evaluate in the first implementation whether the design is correct and whether the outcome is as expected, so that in case of error, the losses are not as severe.
This methodology will be tested through the implementation of a bionic hand that allows the user to open and close the hand using readings from an EMG sensor. An analysis and design will be developed using the SysML language; the first implementation will take place in the Webots simulation environment; with the ROS tool, the EMG sensor will be connected to take the first step toward real implementation through sensor development; after completing the first implementation, the real implementation will be carried out using 3D printing to build the structure and mechanisms; and finally, the results will be evaluated by outlining the advantages and disadvantages of the methodology.
Es evidente que en el desarrollo de robots actual no se puede comparar con los robots el siglo XX, ya que la tecnología ha dado grandes pasos tanto a nivel de hardware como en el software, incluso hoy en día dotándolos de inteligencia. Sin embargo, no se tiene mucha constancia sobre cómo es el proceso de desarrollo de un robot, las decisiones que se deben tomar para un funcionamiento óptimo e incluso las herramientas y recursos que puede utilizar en el desarrollo.
En el análisis y diseño, existen lenguajes como SysML que permite formalizar un diseño donde implemente componentes hardware ya sea actuadores, como un motor para la movilidad; o sensores, como un acelerómetro para leer la posición actual del objeto. A parte de incluir estos componentes, la construcción de un sistema permite al desarrollador un primer acercamiento al resultado final del proyecto. Pero a pesar de desarrollar sistemas que estén muy bien definidos, a la hora de arrancar la implementación se puede dar cuenta que el sistema que se ha construido tiene errores o no se han contemplado posibilidades que cambien toda la lógica del proyecto.
En cualquier proyecto profesional, la parte más importante y donde se emplea la mayor parte del tiempo del proyecto es el análisis y diseño del sistema. Cuando en la implementación aparecen los errores que no se han contemplado en el diseño, las pérdidas pueden resultar en grandes pérdidas económicas y producir atrasos en el proyecto. Con las herramientas que se van a explicar en este trabajo, se quiere desarrollar una nueva metodología de trabajo que permita omitir esas pérdidas económicas y que los atrasos producidos no sean tan perjudiciales. La metodología divide la implementación en dos partes: la primera parte será desarrollar dentro de un mundo simulado, donde nos permita construir los recursos que impone el proyecto sin un coste económico; y la segunda parte constaría de transformar la implementación de la simulación al entorno rea. Los resultados que se quieren obtener es que con la primera implementación se pueda evaluar si el diseño que se ha implementado es el correcto y el resultado es el esperado o no, esto permite que en el caso de error las pérdidas no sean tan grandes.
Esta metodología se probará a través de la implementación de una mano biónica, que permita al usuario cerrar y abrir la mano a través de las lecturas de un sensor EMG. Se desarrollará un análisis y diseño a través del lenguaje SysML; se realizará la primera implementación en el entorno de simulación Webots; con la herramienta de ROS se quiere conectar el sensor EMG, con esto se quiere dar el primer paso a la implementación real a través del desarrollo del sensor; tras el desarrollo de la primera implementación se desarrollará la implementación real, a través de la impresión 3D para desarrollar su estructura y mecanismos; y finalmente, evaluar los resultados obtenidos nombrando las ventajas y las desventajas de la metodología.
Abstract:
It is evident that the current development of robots cannot be compared to that of 20thcentury robots, as technology has made great strides in both hardware and software, even equipping robots with intelligence today. However, there is still little awareness about the actual process of robot development, the decisions that need to be made for optimal performance, and even the tools and resources that can be used during development.
In analysis and design, there are languages such as SysML that allow for the formalization of a design that includes hardware components, such as actuators (e.g., a motor for mobility) or sensors (e.g., an accelerometer to read the current position of the object). In addition to including these components, the construction of a system gives the developer an initial approach to the final result of the project. However, despite developing systems that are very well-defined, when implementation begins, one might realize that the system has flaws or that some scenarios were not considered, potentially altering the entire project logic.
In any professional project, the most important phase—and the one where the most time is spent—is the analysis and design of the system. When errors arise during implementation that were not considered during the design phase, it can lead to significant financial losses and project delays. With the tools that will be explained in this work, the goal is to develop a new methodology that avoids those financial losses and reduces the negative impact of any delays. The methodology divides the implementation into two parts: the first part involves development within a simulated environment, allowing the construction of the project’s required resources without economic cost; the second part consists of transferring the implementation from the simulation to the real environment. The aim is to evaluate in the first implementation whether the design is correct and whether the outcome is as expected, so that in case of error, the losses are not as severe.
This methodology will be tested through the implementation of a bionic hand that allows the user to open and close the hand using readings from an EMG sensor. An analysis and design will be developed using the SysML language; the first implementation will take place in the Webots simulation environment; with the ROS tool, the EMG sensor will be connected to take the first step toward real implementation through sensor development; after completing the first implementation, the real implementation will be carried out using 3D printing to build the structure and mechanisms; and finally, the results will be evaluated by outlining the advantages and disadvantages of the methodology. Read More
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