Control de un brazo robótico usando el hardware kinect® de microsoft

Abstract

RESUMENLos Joysticks y las interfaces hápticas han sido por excelencia los mecanismos más utilizados para controlar un brazo robótico manipulador. Sin embargo, en campos específicos como los de la cirugía robótica, es deseable que la interfaz sea de fácil uso, e intuitiva para el cirujano, tal que mejore sustancialmente las capacidades del mismo. En este artículo se presentan una estrategia para el control de los movimientos de un brazo robótico con dos grados de libertad utilizando como referencia dos movimientos de una mano. Para la utilizó la construcción del brazo robótico se utiliza la plataforma de Lego MindStorm NXT. Para la detección de las articulaciones se utilizó la la librería de detección de articulaciones del SDK de Microsoft Kinect®. La implementación de un controlador para el robot, garantizó que la posición capturada de la mano sea la posición que presenta el brazo robótico. Por último, se validó el comportamiento del sistema mostrando el seguimiento del brazo robótico a la posición deseada obteniendo un bajo error cuadrático para el seguimiento de los dos ángulos requeridos.Palabras clave: Detección de movimiento, Control de Posición, Lego Mindstorm®, Cirugía Robótica, Detección de Articulaciones. ABSTRACTThe Joysticks and the haptic interfaces has been the most used mechanisms to control a robotic arm., However, at research fields such as the robotic surgery, the interface must be easy to use an intuitive for the surgeon. This article presents, a control strategy of a two degree of freedom robotic arm, using as reference the movements of a human hand detected by the Kinect® sensor, using the SDK libraries. The controller implementation guaranteed that the captured hand position would be the robotic arm position. The strategy was validated using a graph showing the actual and the proposed trajectory, and also the squared error of the system. Keywords: Motion detection, Position Control, Lego Mindstorm®, Robotic Surgery, Joint Detection. INTRODUCCIÓNDesde sus inicios, la robótica ha contribuido significativamente en distintos campos, en el ámbito clínico, industrial e investigativo. En el contexto clínico, la robótica médica ha permitido realizar intervenciones quirúrgicas con un alto nivel de precisión y corte. Estos tipos de sistemas permiten reducir la probabilidad de muerte o error en una cirugía y al mismo disminuir el tiempo de intervención y los costos asistenciales.Los principales exponentes de estos sistemas robóticos son el robot Da Vinci y el robot Zeus [1]. El primer sistema está compuesto por una consola de mando, en la cual el cirujano visualiza el procedimiento a través de una cámara 3D y controla los brazos robóticos. El robot cuenta con tres brazos fijos y uno opcional para algunos procedimientos especializados. Estas partes se encuentran físicamente separadas, y conectadas por medio de cables los cuales transportan audio y video para facilitar el trabajo entre el médico y el personal asistencial. Las intervenciones más comunes realizadas por este sistema son: cirugías cardíacas...

Integrated Robotic Arm Control: Inverse Kinematics, Trajectory Planning, and Performance Evaluation for Automated Welding

“…The application of this technology is because the industry currently wants to increase effectiveness and productivity. The increase in effectiveness and productivity is because the robot arm can increase speed and accuracy [1]In addition, a robot can replace human work that was previously difficult and dangerous to be easier and safer [2]. The manipulator technology in the form of a robot arm has been used in various processes in the Industry, such as moving goods, cutting, metal casting, welding, painting, assembly and others.…”