Haptic guidance based on harmonic functions path planning for the teleoperation of robotic tasks

Resumen

Los métodos de planificación de trayectorias han sido ampliamente utilizados en la ejecución automática de tareas robotizadas. El guiado háptico es una herramienta muy poderosa para la rehabilitación de personas, para la adquisición de habilidades artesanales y todo tipo de tareas enactivas. En esta tesis se presentan distintas técnicas para conseguir movimientos guiados hápticamente mediante la combinación eficiente de métodos de planificación de movimientos y guiado háptico. La mayor contribución de esta tesis es el desarrollo de una metodología confiable para guiar a un usuario en la teleoperación de una tarea robotizada real o virtual. La discusión se basa en la generación de trayectorias libres de colisiones en ambientes virtuales para realizar el guiado háptico, sin embargo, estos resultados pueden ser extendidos a la teleoperación de robots reales, como se discute en la sección de resultados. La tarea de guiado consiste básicamente de dos etapas: la primera, en donde se obtiene una trayectoria libre de colisiones, utilizando un planificador de movimientos basado en muestreo determinista, descomposición jerárquica de celdas y funciones harmónicas y, la segunda, en donde se realiza el guiado háptico a través de primitivas hápticas, para la tarea robotizada que puede ser real o virtual. El conjunto ofrece un sistema completo y confiable de guiado en la ejecución de tareas robotizadas. Entre las ventajas del sistema se pueden mencionar: 1) se tiene un sistema virtual que facilita el entrenamiento del usuario 2) las trayectorias no están predefinidas, sino que se obtienen conforme el usuario se navega en la escena 3) dado que el guiado háptico se realiza con primitivas, el sistema propuesto puede ser utilizado en cualquier dispositivo háptico, 4) el guiado háptico depende de la configuración actual del usuario, la cual es registrada con herramientas para sistemas de eventos discretos, el guiado puede ser entonces interrumpido y reanudado sin restricciones de tiempo.