Pablo Iñigo BlascoSemana de la Ciencia y la Ingeniería 2011 - Cádiz

Robotic Operative System

Departamento de Arquitectura y Tecnología de ComputadoresUniversidad de Sevilla

Contenidos

● Divulgativo● Qué es ROS● Robótica de Servicios● Informática y Robótica● Algunos conceptos de robótica

● Planificación● SLAM

● Robótica e informática● Conclusiones

Aceleración en avances robóticos

Aggresive QuadRotors

PR2

DARPA Urban Challenge Junior

DARPA Big Dog

HONDA ASIMO

Cooperative QuadRotors

Robótica de Servicios● Robots autónomos e inteligentes

● Entornos desesctructurados

● Interacción con el ser humano

● Tareas Domésticas

● Trabajadores Robots

● Ejemplos:● Repartir Cerveza● Enchufarse● Recojer la basura de la casa en un carrito● Jugar a las torres de Hanoi● Abrir puertas

(VIDEO ROPA - imagen)(VIDEO CARRITO – )

Robótica y Software: Retos

● Decadas de Investigación y Aplicación en la robótica clásica

● Teoría del control automático

● Mecánica

● Muy desarrollado

● Robots Autónomos en entornos desectructurados

● Necesidad de comprender e interpretar el mundo que le rodea a partir de los sensores

● El cuello de botella es la inteligencia, el software, no el control o la mecánica

● Robots más complejos → Arquitecturas Software más complejas

● Problemas de ubiquidad

– Estructuras de datos y comunicaciones

● Problemas de reusabilidad

● Problemas de integración

● Necesidad de potentes mecanismos de inspección y depuración

● Estructuras de datos

● Sistemas operativos

● Lenguajes de programación

ROS Overview: Objetivo

ROS: Robot Operative System

Marco de Trabajo

● Librerias robotica

● Herramientas de desarrollo

● Simuladores

● Monitorización

INTEGRACIÓN

● Multi-lenguaje

● Estandarización de datos (paso de mensajes)

● Independiente de la plataforma

COMUNIDAD

● Comunidad abierta

● Proceso de documentación estandarizado

● Federación de repositorios

ABSORCIÓN

● Opencv, gmapping, openni, player/stage/gazebo..

● Otras alternativas (MSRS, YARP, OROCOS..)

ROS: Caldo de Cultivo

● Silicon Valley● La mayor referencia en informática

● Stanford● SRI● Referencia en la robótica● Kathib, Sebastian Thrun, Gary Gradski, Brian

Gerkey, Latombe

ROS: 3 años

ROS Overview: Comunidad

Federación de repositorios con software para robots. En 2010:

• Casi 200 Stacks• Mas de 100 Packages• Unos 50 Repositorios Federados

• ROS: Wiki unificada y uniforme• Importancia de la integración sobre el

desarrollo

ROS Overview: Historia

SLAM: SIMULTANEOUS LOCALIZATION AND MAPPING

Navegación y deriva del estado

Localización

● Enfoque probabilístico

● Se asume error en el movimiento teórico

● Se asumen errores en la medida de los sensores

Localización de Monte Carlo (AMCL)

● Necesidad de un Mapa

● AMCL Ejemplo con ROS

Mapping

SLAM: ejemplo gmapping

● Fusión de métodos anteriores● Gmapping

● Demo Stage (otros: quadrotor, pi-robot, PR2)

● Otras técnicas (vslam, RGBD-SLAM)

Otro ejemplo ROS: Manipulación

● Object Recognition

● Arm Navigation

● Grasping

Monitorización

● Rviz

Simulación

Ingeniero Informático: Perfil localmente desaprovechado

● Inteligencia Artificial (Sistemas de aprendizaje, Razonamiento, Minería de datos, multi-agentes) …

● Geometría computacional● Procesamiento de imágenes● Estadística● Matemática discreta (Teoría de Grafos, ..)● Ingeniería del Software (Interacción hombre/máquina, ..)● Sistemas operativos● Arquitecturas Tiempo Real● Simulación

Democratización de la robótica

● Internet● Software Libre● Investigaciones y desarrollos públicos● Hardware potente y barato (ej: kinect)● Aumenta la importancia en la integración de

sotware

● Ejemplo: El mundo del aeromodelismo

Fomento de la Robótica en la escuela

● Asociaciones de robótica● Eventos: First Lego League, Imaginática● Proyectos fines de carrera

● QuadRotor● Erratic SLAM● Roomba SLAM● ...

Conclusiones

● Aceleración de los avances robóticos

● La importancia del informático● Aún muchos retos: diversión,

oportunidades de trabajo, negocio● La inercia de la comunidad

(subirse a la ola)

¿Preguntas?

GRACIAS