Sistema de teleoperación por comandos de voz de un robot hexápodo para el mapeo de su entorno

Abstract

El uso de robots teleoperados en entornos difíciles de acceder permite realizar labores de toma de datos, y rescate. En desastres naturales, como terremotos, los robots teleoperados se convierten en una herramienta muy útil para acceder a lugares donde rescatistas no pueden llegar, así como también son utilizados en operaciones riesgosas como desarme de bombas o desminado. Sin embargo, no todos los robots pueden ser utilizados en ciertos terrenos (como aquellos rocosos o de alta vegetación), dado a la forma de movilización de los mismos, por tanto, es necesario emplear robots que sean versátiles en cuanto a su forma de movilizarse. La solución propuesta e implementada corresponde en un primer momento a la definición de un algoritmo para el reconocimiento de patrones de voz basado en el entrenamiento de una red neuronal para el reconocimiento de las palabras adelante, atrás, derecha, izquierda y detener, siendo estos los comandos programados en el robot empleado, dicha red tuvo un rendimiento del 95.8% para voces de hombres y mujeres. Se definieron como sensores a emplear 3 sensores de ultrasonido HC-SR04 y un magnetómetro HMC5883L. Para la comunicación inalámbrica se emplearon módulos Xbee Pro, y se implementaron algoritmos para el correcto envío y recepción de datos entre el robot hexápodo y el equipo de procesamiento. El mapeo del entorno en 2D se implementó empleando coordenadas cartesianas. Se diseñó una interfaz de usuario en MATLAB integrando todos los algoritmos, permitiendo el control del robot por medio de comandos de voz y por medio de un joystick auxiliar.

The use of teleoperated robots in difficult-to-access environments allows for data collection and rescue work. In natural disasters, such as earthquakes, teleoperated robots become a very useful tool to access places where residents cannot reach, they can also use it in risky operations such as disarming bombs or demining. However, not all robots can be used in aspects such as rocky or high vegetation, therefore, it is necessary to use robots that are versatile in terms of how to move in those situations. The proposed and implemented solution corresponds at first to the definition of an algorithm for the recognition of voice patterns based on the training of a neural network for the recognition of the words forward, back, right, left and stop, these being the commands programmed into the robot used. To get data from the surroundings, 3 ultrasound sensors referenced as HC-SR04 where implemented, as well as a magnetometer with reference HMC5883L. For wireless communication Xbee Pro modules were used, and algorithms were implemented for the correct sending and receiving of data between the hexapod robot and the computer. The mapping of the environment in 2D was implemented using Cartesian coordinates. A user interface was designed in MATLAB integrating all the algorithms, allowing the control of the robot by means of voice commands and by means of an auxiliary joystick.