A continuación presento la parte final de mi investigación de tesis doctoral relacionada con la utilización de técnicas de Cómputo Evolutivo en el diseño de robots bípedos a partir de la integración simultánea de sus sistemas mecánico y de control en la solución de un problema de optimización único.
El artículo completo se encuentra publicado en la revista MDPI Mathematics, Numerical Analysis and Scientific Computing y es de libre acceso. Puedes verlo aquí.
Resumen
Generalmente, el diseño de robots bípedos se realiza a través de un proceso de diseño secuencial, donde la relación sinérgica entre las características estructurales y de control no puede ser promovida. Por lo tanto, se propone un enfoque de diseño integrado estructura-control (E-C) para obtener simultáneamente la descripción estructural, la magnitud de los pares y los intervalos de activación de la señal de control de un Robot Bípedo Semi-Pasivo (RBSP). El enfoque propuesto se beneficia de la dinámica natural del sistema y de la activación/desactivación de la señal de control para generar ciclos de marcha con un consumo de energía mínimo.
Por consiguiente, las propiedades pasivas del RBSP se incluyen en el proceso de diseño a través de evaluar el comportamiento del sistema a lo largo de un escenario de marcha pasivo y otro escenario semi-pasivo. Así, el enfoque de diseño propuesto se formula como un problema de optimización dinámica no lineal discontinuo y de variables de diseño mixtas, donde la búsqueda de soluciones se lleva a cabo mediante la implementación del algoritmo de Evolución Diferencial (ED) debido a la dinámica discontinua del RBSP.
Los resultados de la propuesta son comparados con los obtenidos mediante un proceso de diseño secuencial, evidenciándose que el diseño integrado E-C logra un mejor compromiso entre las propiedades pasivas del sistema y sus requerimientos de control en el generación de ciclos de marcha estables con una mínima actuación de la señal de control.