Sistema de control retroalimentado para robots modulares blandos

Abstract

La robótica blanda en una área relativamente nueva que busca beneficiarse de la flexibilidad y elasticidad de materiales no metálicos como la silicona para crear componentes adaptables al contacto, pero estas mismas propiedades que le dan grandes beneficios también pueden considerarse sus debilidades, en especial, su elasticidad causa gran perdida de precisión en sus movimientos aumentando la importancia de su forma de control. Por ello es de relevancia optimizar las formas de control para lograr mayores estabilidades mediante el típico control de una válvula solenoide o logrando un nuevo enfoque al estudiar el control de una bomba de diafragma para aumentar la precisión y estabilidad. Por otra parte, también se demostrará como las plantas tipo escalón simples, no siempre requieren control moderno, pudiendo utilizarse una simplificación que mantenga los típicos parámetros que definen al control, como es el tiempo de establecimiento y el sobrepaso. Por consiguiente el trabajo inicia por rediseñar los moldes de los robot blandos modulares de Valenzuela para simplificar su manufactura sin alterar los patrones requeridos para la producción de núcleos por litografía blanda (patrones en la superficie), esto para continuar realizando simulaciones sobre el comportamiento de estos módulos y confirmar que puedan realizar las deformaciones deseadas, y en la etapa final ver si las simulaciones son acorde a las pruebas experimentales. Además, se incluye el proceso de diseño y confección de los circuitos electrónicos de control, pasando por los componentes usados hasta llegar al método de calibración del sensor, incluyendo los códigos de manejo del sistema, así como la selección de los tiempos de espera (delay) on-off adecuados a cada actuador. Todo esto a la vez que se plantean diferentes ecuaciones de controladores aplicables al problema de planta tipo escalón, lo cual llevará a demostrar que este paso puede ser sumamente simplificado sin requerir pasar por el espacio de Laplace y todo lo que implica usar el método del lugar de la raíz de los métodos modernos de control. Lo anterior concluirá en que la bomba es un elemento que puede ser un componente que trabaja como actuador, entregando incluso mejor estabilidad que las válvulas solenoides producto de las altas amplitudes en las vibraciones que se generan al accionarse el cambio de estado de la válvula.