Optimizan consumo energético de robots en zonas de desastre

 Los robots creados para penetrar a zonas de difícil acceso después un desastre natural, podrían ahorrar hasta un 30 % de energía durante sus recorridos, lo cual les daría más tiempo para hacer mapeos, cubrir un área mayor y regresar a una estación de recarga

Atadas a una línea de vida, este tipo de máquinas pueden hacer una imagen de lo que ven en el interior de un sitio, enviar la señal a quien lo opera y así buscar opciones de rescate. Por ello, los robots se han convertido en una herramienta indispensable en zonas de desastres naturales.

Sin embargo, debido a que el consumo de energía se convierte en un obstáculo difícil de sortear, el ingeniero electrónico Mauricio Fernando Jaramillo Morales, doctor en Ingeniería de Línea Automática de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, realizó su tesis de doctorado “Planificador de trayectorias para un robot guiado diferencial”, enfocado en el mapeo de entornos desconocidos con mínimo consumo energético.

En ese sentido, explicó que aunque en Colombia apenas se explora el uso de estas máquinas, existen robots que visualizan entornos riesgosos para el ser humano y que exploran terrenos afectados tanto por desastres naturales como por atentados terroristas o plantas nucleares averiadas, entre otros.

Por ejemplo en Estados Unidos fueron útiles después del atentado a las Torres Gemelas el 11 de septiembre de 2001. Estos no son de grandes tamaños y son de tipos rover, oruga o tanque, como los que ahora exploran Marte.

Los robots reciben una ruta para que lleguen automáticamente o de manera no autónoma, y mientras visualizan y avanzan, reconstruyen los entornos en tres dimensiones.

El ingeniero Jaramillo adelantó trabajos de simulación para buscar cómo ahorrar energía. En su maestría, bajo la tutoría del docente Juan Bernardo Gómez, empezó a trabajar en mapeos y programación, lo que lo hizo merecedor de una beca por parte de Colciencias (hoy Minciencias).

“Hice una pasantía en la Universidad de Coimbra, en Portugal, por seis meses, con un grupo de investigadores y probé mis modelos matemáticos de estimación energética que predicen el consumo energético del robot. Allá trabajé con robots físicos con investigadores de Portugal y Turquía, lo innovador es que se analizó el ahorro con diferentes pesos”, explicó.

Ahorro energético

La idea del trabajo era cuantificar el consumo energético de un robot para moverse, y con un modelo matemático indicarle a qué velocidad y aceleración desplazarse para gastar la menor cantidad de energía posible.

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Fue así como descubrió que se podía ahorrar hasta el 30 %, con modelos matemáticos que se acercan en un 95 % a la realidad, es decir que el margen de error que presentan es bastante reducido.

“Del estado del arte tomé dos modelos, uno dinámico de robots combinado con uno dinámico del motor, los uní y construí un híbrido. Nadie había creado esto y ese ha sido mi aporte: combinar dos modelos clásicos para optimizarlos, lo que me ha traído grandes logros”, expresó el investigador.

Los positivos resultados se han publicado en tres congresos internacionales de Europa: el Conference on Informatics in Control Automation and Robotics, en Portugal; el International Conference in Methods in Automatics and Robotics, de Polonia, en donde fue candidato a mejor artículo de estudiantes de doctorado; y el más importante, el International Conference of Computing and Robotics organizado por el Instituto de Ingeniería Electrónica y Eléctrica (IEEE), en el que solo se aceptaron 40 de 144 artículos presentados de todo el mundo.

Además pudieron exponer en el IEEE International Simposium on Safety, Security and Rescue Robotics, organizado por la Universidad de Dubai Khalifa University, y publicaron un trabajo en la revista científica International Journal of Advanced Robotics Systems, de Estados Unidos.

Gracias a su labor investigativa, el ingeniero Jaramillo recibió la invitación de la University of Warmia and Mazury in Olsztyn, de Polonia, en donde dicta clases virtuales a estudiantes de segundo semestre en matemáticas y computación. Esto lo alterna con clases en la Universidad Autónoma, de Manizales.

Con su estudio, confía en aportar el modelo a la industria y ayudar a disminuir costos energéticos.