Hacia los gemelos digitales en robótica de emergencias: representación de datos del entorno real en un entorno virtual mediante Unity y ROS 2

Abstract

Este TFG se enmarca en la línea de investigación sobre gemelos digitales aplicados a robótica de emergencias, ampliando una propuesta previa basada en el modelado y simulación del robot terrestre Rover J8 en entornos virtuales realistas mediante Unity 3D y ROS 2. Este trabajo pone el foco en la representación virtual en tiempo real de escenarios de búsqueda y rescate (SAR), integrando sensores y ofreciendo una herramienta visual capaz de integrar gemelos digitales que apoyen la respuesta a emergencias. Con objeto de avanzar a un gemelo digital más completo, se diseña e implementa un nuevo agente robótico aéreo: un UAV multirrotor de seis hélices inspirado en el DJI Matrice 600, capaz de integrarse en el entorno simulado bajo el marco de ROS 2 y sincronizar sus datos con el entorno visual de Unity 3D en tiempo real. Además, se incluyen agentes SAR humanos que representan a los primeros intervinientes, con el propósito de mejorar la fidelidad del entorno y evaluar la cooperación entre robots y humanos en condiciones similares a una emergencia real. Unity permite plasmar en el entorno virtual la información generada por los agentes físicos controlados con ROS 2, facilitando el análisis del comportamiento colaborativo, la navegación autónoma y teleoperada y la eficacia de las estrategias de localización y detección de objetivos en terrenos complejos. El sistema desarrollado permite localizar en todo momento a los distintos agentes implicados y verificar si siguen correctamente los movimientos establecidos en la planificación de sus trayectorias. En definitiva, esta propuesta afianza el uso del gemelo digital como instrumento de validación y prueba en contextos simulados y contribuye al desarrollo de soluciones más robustas, adaptables y seguras en misiones reales SAR mediante la integración de sistemas robóticos terrestres, aéreos y humanos en un marco común de simulación.