Un controlador de espacio articular escalable para robots musculoesqueléticos con juntas esféricas

En la larga historia de la investigación en robótica, el problema más destacado siempre ha sido el desarrollo de robots que puedan operar de manera segura en entornos centrados en humanos. Una forma de alcanzar el objetivo de un robot seguro y amigable para humanos es incorporar cada vez más la flexibilidad que se puede encontrar en los humanos, imitando los mecanismos internos. En este trabajo proponemos un esquema de control de espacio articular escalable basado en control de par computado para un robot antroponímico. Para lograr esto, el modelo dinámico del sistema del robot se descompone en subsistemas jerárquicos, utilizando algoritmos de modelado escalables donde sea posible. Se emplearon técnicas de aprendizaje automático para abordar el problema del mapeo de fuerza muscular a par articular. El esquema de control desarrollado ha sido evaluado utilizando la simulación altamente refinada de un brazo robot antroponímico que cuenta con 11 músculos, una articulación de codo rotativa y una articulación de hombro esférica. Mostramos el seguimiento de trayectoria basado en un esquema de control muscular de bajo nivel y un esquema de control articular de alto nivel, teniendo en cuenta el acoplamiento entre las articulaciones debido a las reacciones inerciales y los músculos biarticulares.