Modelado y regulación del flujo de datos sensoriales de robots teleoperados por Internet - Gago-Benítez, Ana (UMA Editorial, 2017)
Esta tesis se centra en la problemática de teleoperar robots móviles a través de Internet de la manera más óptima posible, realizando una regulación que adapte la cantidad de datos sensoriales transmitidos desde el robot móvil hacia el teleoperador de forma automática. Los robots teleoperados por Internet se controlan remotamente a través de redes y componentes de propósito general que son altamente heterogéneos y exhiben tiempos de respuesta aleatorios. A pesar de esto, su teleoperación correcta requiere de un flujo adecuado de información desde los sensores del robot hacia estaciones remotas. Para garantizar los requisitos de tiempo de tal flujo, se necesita: (i) una buena estimación probabilística on-line de los retardos en la transmisión sensorial, lo que para muchas aplicaciones modernas debe ser altamente eficiente desde un punto de vista computacional y por tanto basarse en modelos relativamente simples, como distribuciones de probabilidad marginales —por ejemplo cuando el sistema incluye una interfaz de cliente basada en web—; (ii) un detector on-line de no linealidades en las secuencias de retardos de transmisión, como cambios de regímenes, ráfagas o valores atípicos, necesario para satisfacer la hipótesis requerida de datos iid (independientes e idénticamente distribuidos) con el fin de aplicar esas distribuciones marginales; y (iii) regular la transmisión de los datos sensoriales para, por un lado, maximizar la cantidad de datos transmitidos, y, por otro, minimizar el retardo de esas transmisiones para la teleoperación activa. Esta tesis presenta varias contribuciones en cada uno de estos problemas con el fin de satisfacer los requisitos enumerados.
Entre las contribuciones se encuentra el estudio de las distribuciones de probabilidad marginal que, bajo suposiciones moderadas, constituyen una buena aproximación de la distribución real de los retardos sin necesidad del conocimiento de la dinámica del sistema que produce tales retardos. Las distribuciones propuestas han demostrado ser eficientes en su cómputo y consiguen representar aceptablemente los retardos con tan solo modificaciones menores en el software del robot. Por otra parte, se han introducido varias técnicas de medición de ajustes de bondad y algoritmos de detección de no linealidades en secuencias de retardos. Finalmente se presentan varios tipos de regulación del flujo de datos sensoriales basados en lo anterior, que han sido utilizados tanto en entornos reales como simulados; se ha podido aplicar el trabajo realizado mediante el uso de una aplicación para el control remoto de robots móviles por web desarrollada por personal del grupo MAPIR (Machine Perception and Intelligent Robotics Group).
Keywords: Robótica - Tesis doctorales; Telerobots en red; Teleoperación; Retardos de tiempo estocásticos; Regulación automática; Interfaces hombre-máquina