MIKO: DISEÑO DE UNA ARQUITECTURA DE CONTROL JERÁRQUICA Y SU APLICACIÓN AL ROBOT INMOOV

Abstract

Este trabajo trata sobre el desarrollo de una arquitectura de control jerárquica orientada para robots, la cual debe ser escalable y de concepto sencillo. El nombre de esta arquitectura es MiKO. Además de la arquitectura, está el caso para la que es requerida, el robot InMoov, el cual será ligeramente modificado según se requiera. El diseño de esta arquitectura está inspirada por las redes de datos ethernet, donde siguiendo un esquema de estrella, donde el nodo central será un componente que dirija órdenes, coordine tiempos y enrute señales llamado Sistema Nervioso Central o SNC. Los elementos de la estrella serán unos componentes hardware simples que hagan de algo así como un transductor y corrijan los valores de los elementos físicos del robot llamados módulos. Finalmente, a esta estrella se le suma un elemento que operará paralelamente al resto de la red y será un ente de control (no definido en este proyecto más allá de su existencia y la comunicación con el SNC) que será conocido como cerebro. Para construir esta arquitectura se definirán dos frameworks, uno para el SNC que será similar a un switch con planificación de tareas para controlar a los módulos, llamado MiKO y el otro framework que será para controlar los módulos desde el SNC, que llamaremos MiKOmandos. Para desarrollar este proyecto se empleará una metodología de diseño basada en prototipos. Serán estudiados los inconvenientes de los prototipos desarrollados, ya sea como una arquitectura de naturaleza de tiempo real implementada en sistemas de propósito general. También serán tratados problemas con sistemas de comunicación serial, donde habrá problemas debido a retardo de las señales y sobre todo al retardo derivado de los sistemas base del SNC. Las plataformas empleadas en este proyecto son: Arduino (con procesador ATMEL y ARM) y Raspberry Pi 4 con Rocky Linux 9.