Líneas de investigación

Líneas de investigación del laboratorio:

Robótica colectiva
Esta línea de investigación concierne el diseño e implantación de robots autónomos cooperativos. Se investigan y desarrollan estrategias de comunicación y coordinación, así como estrategias eficientes para la asignación de recursos para grupos de robots, y en general grupos de artefactos. La robótica colectiva busca desarrollar grupos de robots que sean más flexibles, robustos y tolerantes a fallas que los robots aislados e individuales.
Proyectos:


Robótica probabilista
Los robots móviles, en particular aquellos orientadas a tareas de servicio,requieren de la capacidad de operar bajo condiciones de incertidumbre, debidas al ruido y limitaciones de los sensores, errores en la odometría, etc; de forma que puedan tomar las "mejores" decisiones bajo incertidumbre. Para esto, desarrollamos algoritmos basados en técnicas probabilistas y teoría de decisiones, que le permiten a los robots de servicio operar en ambientes reales. Bajo este enfoque, estamos explorando modelos gráficos probabilistas para la percepción del ambiente; así como procesos de decisión de Markov (MDPs) para el control, la planeación y coordinación de tareas. Por ejemplo, se desarrolló una sistema de control basado en MDPs jeráquicos para el control del caminado de un robot hexápodo. También hemos desarrollado algoritmos para que el robot pueda reconocer y seguir personas basados en un enfoque bayesiano. La coordinación de los diversos módulos para nuestro robot de servicio, Markovito, se realiza mediante MDPs. De esta forma, el robot puede realizar diversas tareas sin requerir un esfuerzo considerable en programación. Actualmente trabajamos en combinar varios MDPs en forma "paralela" de forma que el robot pueda resolver problemas mucho más complejos y realizar acciones concurrentes.
Proyectos:


Aprendizaje en Robótica
Para poderse integrar y adaptar a la sociedad, un robot necesita tener la capacidad de aprender a realizar tareas para las cuales no fue programado. En esta línea de investigación se exploran diferentes mecanismos de aprendizaje computacional y de interaccion humano-robot para lograr que un robot aprenda a realizar nuevas tareas. Hemos desarrollado algoritmos para transformar la información de bajo nivel de los sensores del robot a información de alto nivel descrita por cuartos, pasillos, puertas, etc., sobre la cual razonar y realizar el aprendizaje. Para aprender una tarea el usuario le proporciona trazas de la tarea al robot y a partir de estas, el robot es capaz de aprender como realizarla usando técnicas basadas en programación lógica inductiva (Inductive Logic Programming) y en aprendizaje por refuerzo relacional (Relational Reinforcement Learning). Con estas técnicas nuestros robots son capaces de aprender tareas de navegación y de seguimiento las cuales hemos probado en ambientes simulados y con robots reales en diferentes ambientes de prueba.
Proyectos:


Robots de servicio
Los robots de servicio buscan realizar tareas utiles para el bienestar de los humanos. Estas pueden incluir tareas de limpieza y mantenimiento, aplicaciones medicas o de educación, servir como guias de museos o de entretenimiento o hasta ayudar en el cuidado de adultos mayores. En esta línea de investigación estamos desarrollando diferentes módulos que nos permiten construir rápidamente aplicaciones de robots de servicio. En particular, hemos desarrollado algoritmos para la construcción de mapas y para la localización local y global del robot. Tenemos algoritmos de navegacion y de reconocimiento e identificación de personas y de objetos, asi como de interacción por medio de voz y de reconocimiento de ademanes. Con ellos, hemos desarrollado aplicaciones para el seguimiento de personas,identificación y reconocimiento de personas, busqueda y reconocimiento de objetos y entrega de mensaje y objetos, entre otros. La integracion de los diferentes módulos la realizamos con procesos de decisión de Markov, somo se describe en otra de nuestras líneas de investigación. Con nuestro robot Markovito hemos participado en el Concurso Mexicano de Robótica y en RobCup@Home.
Proyectos:


Aplicaciones médicas
Los robots, y en general, las tecnologías computacionales, pueden tener un importante impacto en diversos aspectos de la salud. Dentro de esta línea desarrollamos tecnologías para el monitoreo, diagnóstico y asistencia para diversos aspectos de la salud, en particular enfocadas a los adultos mayores y a la rehabilitación. Hemos desarrollado un sistema para ayudar a la rehabilitación de personas que han sufrido embolias cerebrales, basado el en seguimiento 3D de la mano del paciente y en ambientes virtuales orientados a la rehabilitación. Un prototipo de dicho sistema se encuentra ya en pruebas clínicas en un hospital. Estamos desarrollando tecnologías móviles y sensors para el seguimiento médico, y el análisis del decaimiento de las capacidades motrices de una persona. En el futuro, extenderemos las capacidades de nuestros robots de servicio de forma que puedan servir como ayudantes para personas discapacitadas y de la tercera edad.
Proyectos:


Diseño de prototipos
Esta línea concierne el desarrollo de infraestructura propia orientada a tareas de robótica y automatización. Los prototipos de interés incluyen tarjetas elecrónicas para el control de robots, m´dulos de sensado para robots móviles, modelos y prototipos robóticos, y dispositivos móviles de sensado para medición de parámetros biomédicos humanos.
Esta línea se focaliza en dos vertientes. La primera se ocupa del diseño de vehículos con amplias capacidades de locomoción. El Laboratorio de Robótica cuenta con dos prototipos de robot de diseño propio: un robot ápodo (desarrollado en colaboración con la BUAP) y un sistema multirobot con capacidades de auto-ensamblado compuesto de tres módulos autónomos. Hemos también desarrollado un módulo de bajo costo de visión lineal capaz de detectar y leer códigos de barra (desarrollado en colaboración con la UPAEP), así como un prototipo de robot acuático sumergible.
La segunda vertiente que se explora en esta línea conciere el desarrollo de tecnologías mÓviles que permitan la adquisición, análisis y seguimiento de datos médicos en un contexto de computación ubicua.
Proyectos: