Centro tecnológico Cartif

Desarrollo de técnicas de percepción, interacción y aprendizaje en robótica social. Aplicaciones en el ámbito hotelero. ROSETEL

• REFERENCIA: DPI2008-06738-C02-01
• TITULO: Desarrollo de Técnicas de percepción, interacción y aprendizaje en robótica social. Aplicaciones en el ámbito hotelero. ROSETEL
• INVESTIGADOR PRINCIPAL: Eduardo Zalama Casanova
• ORGANISMO: Fundación CARTIF
• CENTRO: Fundación CARTIF
• DIRECCION: Parque Tecnológico de Boecillo, parc. 205 (47151 Valladolid)
• TELEFONO: 983 546504
• CORREO E: Esta dirección electrónica esta protegida contra spambots. Es necesario activar Javascript para visualizarla
• PAGINA WEB DEL PROYECTO: http://www.cartif.com
  /index.php/es/areas-
  de-investigacion/robotica-
  y-vision-artificial/proyectos
  /rosetel.html
• PALABRAS CLAVE: robots de servicio, robótica social, navegación, percepción, interacción, aprendizaje, MICINN, Fondos Feder, Proyecto coordinado con la Universidad de Vigo DPI2008-06738-C02-02

Proyecto cofinanciado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y Fondos FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional).

Introducción

La creciente complejidad de nuestra sociedad y economía, nuestras mayores demandas de bienestar, una población cada vez más envejecida, y un gran cantidad de gente con dificultad para manejar dispositivos y acceder a las nuevas tecnologías.

El desarrollo de robots de servicio flexibles y reconfigurables que puedan interaccionar con personas exige el desarrollo de interfaces intuitivos multimodales y sistemas de representación y organización del conocimiento para la comunicación humano-robot. Sin embargo, si se quiere empezar a transferir estas investigaciones del ámbito del laboratorio al de la aplicación se ha de avanzar especialmente en el desarrollo de interfaces robustos: reconocimiento de personas y gestos en condiciones de iluminación variable, reconocimiento de voz en ambientes ruidosos, etc. Además, es preciso prestar especial atención a la integración de todos estos sistemas para que no se queden como meros demostradores aislados de difícil aplicación. En este sentido creemos que la robótica de servicio desde las primeras instancias debe estar orientada hacia el desarrollo de diferentes metodologías que puedan integrase en un demostrador con una cierta funcionalidad, capaz de ofrecer servicio a las personas. Si bien es cierto que en muchos casos la investigación puede no estar lo suficiente madura para su integración, se pueden establecer mecanismos para restringir el dominio de aplicación (ej. condiciones de iluminación controladas, dominios de diálogo acotados) y establecer planes de contingencia (ej. Interfaces multimodales en las que el usuario puede transmitir información por voz y en el caso de no ser reconocido mediante pantalla táctil) para ir aumentando progresivamente los dominios de aplicación conforme la tecnología va madurando.

El presente proyecto se enmarca en los que se denominan robots de servicio. Este tipo de robots deben presentar características como autonomía, fácil reconfiguración, sistemas perceptivos robustos capaces de operar en entornos dinámicos, y deben estar muy orientados a interaccionar con los humanos.

En el proyecto se pretende investigar en una serie de técnicas de interacción, navegación, planificación y control que serán integradas en un prototipo robótico móvil de asistencia o "botones" para dar servicio en hoteles.

El robot debe ser capaz de realizar tareas a requerimiento de los usuarios y del personal de servicio, bien mediante interacción con el propio robot o a través de la web. Las tareas a realizar son muy diversas y se descomponen a su vez en operaciones primitivas que podemos dividir en dos grandes grupos.

Entre los servicios y tareas que puede realizar este robot asistente pueden ser las siguientes:

• Acompañar a los huéspedes a sus habitaciones y trasportar sus maletas a la llegada.
• Explicar a los huéspedes los servicios disponibles en la habitación y en el hotel (horario de comidas, lavandería, etc).
• Transportar a las habitaciones comida, enseres, prensa, etc.
• Mantener diálogos con los clientes en contextos definidos, atender órdenes, suministrar información (turística, meteorológica, noticias, etc.), enviar mensajes a/o desde recepción.
• Otros servicios, tales como videoconferencia con recepción.

Para ello el robot tendrá las siguientes características básicas:

• Capacidad de navegar entre las diferentes dependencias del hotel: habitaciones, recepción, cocinas, lavandería, etc. para atender las tareas a realizar.
• Capacidad de negociar obstáculos, subir por ascensores, llamar a la puerta de las habitaciones de los clientes, ubicarse en punto de recarga de baterías.
• Capacidad de interacción con muchos usuarios, capacidad de despertar empatía. Para ello el robot estará dotado de una cabeza mecatrónica con alto grado de expresividad para ofrecer simpatía y disponibilidad al cliente.
• Alta capacidad de aprendizaje y adaptabilidad a las personas y al entorno.
• Incluirá los dispositivos necesarios para ofrecer servicios: Plataforma adecuada para portar maletas y enseres, terminal para las videoconferencia con recepción, lector de tarjeta de habitación para identificar al cliente, cofre portacomidas o enseres, etc.

Todo ello cumpliendo con los máximos requisitos de seguridad, robustez y autonomía.

Objetivos

• Creación de un conjunto de técnicas y procedimientos que permitan automatizar tareas de servicios tales como:
  • Tareas de información a clientes y personal de servicio.
  • Tareas de transporte de material como equipaje, documentos, snacks, bebidas, etc.
• Creación de un conjunto básico de módulos que implementan funciones de navegación e interacción con personas.
• Creación de un interfaz web intuitivo y sencillo.
• Desarrollo de tecnologías de interacción en robótica social con especial énfasis en el reconocimiento visual, reconocimiento de gestos, expresiones faciales y seguimiento visual.
• Desarrollo de interfaces mecatrónicos con capacidad gestual que faciliten la comunicación manifestando personalidad y carácter.
• Desarrollo de estructuras para representar el conocimiento para la comunicación con humanos, mediante diálogos multimodales.
• Integración en un prototipo demostrador capaz de desempeñar una serie de funcionalidades de navegación e interacción con las personas orientado a un escenarios de asistencia en el ámbito hotelero.

Plataforma móvil

• Plataforma modular que agrupa el sistema de energía, el sistema de desplazamiento tipo SincroDrive, los controles electrónicos operativos, los sensores de guía y el sistema de autorecarga.
• Pack de baterías de iones de litio- Polímero (Li-FePo4--Li-ion) situado entre los espacios de las ruedas.
• Anillo de ultrasonidos en la zona giratoria de la plataforma.
• Cajón portaobjetos para transportar snacks y bebidas. Se abre y cierra (lateralmente) con señal de apertura y cierre mediante motorización automática incorporada.
• Portamaletas abatible para que pueda transportar una maleta de pequeño tamaño.
• Bumpers, instalados en las tapas laterales de la plataforma mediante sensores de contacto mecánico (Bumper) con cableado independiente.
• Dos setas de emergencia a la izquierda y derecha del cuerpo del robot, encima del cajón extraíble, garantizan la detención inmediata de los elementos mecánicos del robot y sistemas eléctricos de potencia.

Cuerpo Androide Interactivo:

• Movimientos de Hombro y Codo con dos grados de libertad y accionado mediante servos de potencia (2GDL).
• Pantalla táctil situada en el pecho y de forma abisagrada en su parte superior, a ras del cuerpo y siendo ajustable y orientable hacia arriba. Accionamiento Táctil y botones activos a ambos lados de la misma con señal de salida digital.
• Movimientos de la Cabeza en horizontal y vertical accionados con servomotores especiales de acoplamiento directo (Pan-Tilt de 2GDL).
• Visera protectora abatible en la cabeza. La visera transparente se abre y cierra a modo de párpado, accionada con servos.
• Ojos con interacción expresiva, en relieve y disponiendo de "párpados" móviles actuados mediante dos servos normalizados controlado por PWM. Activación y cambio de la iluminación mediante entrada de señal digital. Cámaras en el interior de los globos oculares.
• Boca con matriz de Leds que incorpora iluminación independiente programable.
• Mejillas con iluminación en color para comunicación gestual, siendo sensibles a la pulsación con entradas y salidas digitales

Tareas:

TAREA 1: Especificaciones de diseño y definición de herramientas a utilizar

TAREA 2: Generalización del entorno de desarrollo

TAREA 3: Acceso a la aplicación a través de la Web y asignación de recursos

TAREA 4: Adaptación y mejora del sistema de navegación

TAREA 5: Sistemas Perceptivos

TAREA 6: Inteligencia computacional

TAREA 7: Diseño de Prototipo e Integración

TAREA 8: Validación y puesta a punto

TAREA 9: Coordinación del Proyecto