Implementación y optimización de algoritmos de búsqueda de fuentes de olor basados en robótica cooperativa

Abstract

El presente trabajo está enmarcado en la búsqueda y detección de sustancias químicas como: alcohol y colonia mediante la simulación e implementación de algoritmos de búsqueda de fuentes de olor en robots móviles cooperativos mediante un sistema de control distribuido. Los robots fueron equipados con sensores químicos MQ-3 que realizaban la detección de químicos presentes en el ambiente y de sensores de proximidad ultrasónicos que permitieron realizar navegación autónoma. Para conocer la dispersión de los volátiles propuestos se realizó un levantamiento de 13 mapas de dispersión obtenidos mediante la construcción de un robot móvil de mapeo ubicado en diferentes entornos controlados bajo condiciones de temperatura y humedad constantes. Con los mapas obtenidos se desarrollaron entornos en el software V-REP, en donde se simuló la búsqueda y detección de fuentes de olor empleando robots móviles, en los cuales se implementó 3 algoritmos de búsqueda que son: zigzag, aleatorio y guiado realizados en lenguaje Python. Se evaluó parámetros de cada algoritmo en los entornos simulados propuestos que permitieron determinar el de mejor desempeño. Además, se implementó los algoritmos de búsqueda: aleatorio y guiado en robots móviles reales, para lo cual se diseñó y construyó 3 robots móviles de búsqueda que realizaban la adquisición de datos de los sensores mediante la tarjeta Arduino MEGA, el procesamiento de datos y ejecución de algoritmos mediante la tarjeta Raspberry PI 3. Finalmente se evaluó el desempeño de los algoritmos de búsqueda, realizándose una comparativa de los resultados obtenidos en entornos simulados y en entornos reales.