Diseño y simulación de un robot seguidor de personas para el transporte de suministros en hospitales

Abstract

Las enfermeras suelen realizar múltiples tareas de manera simultánea en hospitales; las de medicación son las más frecuentes y exigen el transporte de equipos pesados, lo cual genera agotamiento y provoca una disminución en la calidad de su trabajo . El objetivo de este artículo es desarrollar un prototipo simulado de un robot capaz de seguir enfermeras durante su recorrido en una superficie plana, aligerando su carga de trabajo. Este robot debe ser capaz no solo de seguir a una persona en particular, identificada por medio de un marcador aruco en la espalda, sino tener la capacidad de obtener información del ambiente que le rodea mientras sigue a la persona para actuar ante los cambios ambientales y seguirla, incluso cuando desaparece de su zona de visión momentáneamente al doblar en esquinas. La entrada del sistema es la imagen del marcador, que mediante el algoritmo de identificación computa las coordenadas del centro en pixeles y distancia al robot; si la persona está presente se utiliza un controlador P y PD para el seguimiento. En caso de que el usuario desaparezca de la cámara se realiza un planeamiento de la ruta local hacia la última coordenada global extraída de la persona, mediante la cámara monocular y luego un sistema de búsqueda. Los parámetros de planeamiento se modifican para pasar a través de una puerta; dicho reconocimiento se logra mediante la red convolucional YOLO v3. La localización del robot se determina con la odometría de rueda y al doblar el usuario en una esquina se determina la dirección en la cual se estaba moviendo para localizarlo nuevamente. Para analizar el desempeño del sistema propuesto se utilizó el software CoppeliaSim con el modelo de robot Pioneer 3-DX, donde se llevan a cabo diversas simulaciones bajo distintos escenarios a los cuales estaría expuesto el robot.