CAPITULO II MARCO TEORICO 2. Antecedentes de la investigación
Antecedentes Y Marco Teorico V2
46
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Capitulo 1 y 2
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OLITÉCNde IngEléctriesiona
l
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NICO Ngenieríica al Azca
NACIOía Mec
apotza
ONAL cánica
lco
y
Con
Índice
1. A
1.1
1.2
1.3
1.4
2
2.1
2.2
2.3
3
Te
tenido
e de figuras .
Antecedente
1. Teleope
1.1.1. His
1.1.2. Mé
1.1.3. Ap
2. Háptica
1.2.1. His
1.2.2. Dis
1.2.3. Ap
3. Teleope
4. Protoco
1.4.1. Ap
Generalidad
1 Teleope
2.1.1 Ele
2.1.2 Ar
2.1.3 Dis
2.1.4 Fa
2.1.5 Co
2.1.6 Co
2 Háptica
2.2.1 De
2.2.2 Re
3 Comun
Referencias .
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storia ..........
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...................
...................
...................
...................
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...................
............. 3
............. 4
............. 4
............. 4
............. 7
............. 8
........... 12
........... 14
........... 15
........... 16
........... 18
........... 19
........... 19
........... 21
........... 21
........... 21
........... 22
........... 25
........... 29
........... 32
........... 35
........... 39
........... 39
........... 41
........... 43
........... 45
2
Í
FiguraplicaFiguraplicaFigurhttp:/Figurhttp:/t‐ProFigurhttp:/Figurhttp:/featuFigurfebreFigurFigurFigur[AcceFigurFigurfebreFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigurFigur
Te
Índice de
a 1.1 Primeraciones, entoa 1.2 Elemenaciones, entoa 1.3 Robot //proton.ucta 1.4 RC1e M//us.mt.comduct_117993a 1.5 Lunokh//selena.sai.a 1.6 Sistem//www.intuiures.aspx [Aca 1.7 Somatoero de 2010] a 1.8 Ramas a 1.9 Dual Sha 1.10 Wiimoesado en feba 1.11 DMREa 1.12 Roboero de 2010] a 2.1 Elemena 2.2 Nivelesa 2.3 Arquitea 2.4 Space Ma 2.5 Ejempla 2.6 PERFora 2.7 The Oma 2.8 Guantea 2.9 El opera 2.10 Esquea 2.11 Esquea 2.12 Esquea 2.13 Esquea 2.14 Esque
elecontrol
figuras
r Telemanipuorno sensorintos básicos orno sensoriNEATER 660ting.udg.mx/Mettler Toledm/etc/medial32146699_fihod 1 Departmsu.ru/Homa Quirúrgicoitivesurgical.ccesado en eoreceptores ...................de la háptichock 3 http:/ote http://wrero 2010] ..EI Sanabria (nauts utiliza...................ntos básicos s de modo dectura genérMouse ........lo dispositivorce ...............mni®, the ente sensorizadorador como cema general ema general ema de contrema de contrema de contr
Háptico de
ulador Maestal y teleoperde un sistemal y teleoper0 Disponible e/robotica/r16do ib/mt_ext_files.Par.rc1etment of Lunme/moone.ho Da Vinci com/producnero 2010] ..(Ledesma, 2....................ca ..................//www.sonywww.wiininte....................2007) ..........ndo herrami....................de un sisteme control remrica de un sis....................o paralelo ........................try‐level devo ..................controlador de control ude control brol bilateral rol bilateral frol bilateral s
e Brazo Rob
tro‐ Esclavo Mración inteligma de teleopración inteligen 66/r129/r12
files/Product_midtemp_jnar and Planntm [Accesad
cts/davinci_s....................2008) http://........................................style.com [Aendo.net/200........................................ientas. NASA....................ma de teleopmoto. Adaptstema de tele............................................................vice in the PH....................del sistema dunilateral intebilateral .......posición‐posfuerza‐posicservo fuerza
bot
Mecánico “Tgente (Nuño peración “Telgente (Nuño
9.htm [Acce
t/Product/4/jpg.Image.jpenetary Reseado en enero 2
si_surgicalsys..................../insn.die.upm........................................Accesado en 07/01/24/w........................................A http://robo....................peración .......ado de [SHEeoperación ..............................................................HANTOM line....................de teleoperaegrado .............................sición ...........ión...............‐posición .....
Teleoperació2005)” .......leoperación:2004)” .......
sado en febr
/RC1e_MidTeeg [Accesadoarch 2010] ...........
stem/da‐vin....................m.es/docs/ta........................................febrero 2010ii‐mote‐20‐c........................................onaut.jsc.nas........................................RIDAN‐92] ..................................................................................e from SensA....................ación ...............................................................................................................
n: técnicas, ................... técnicas, ...................
rero 2010] ..
emp_Reactoo en febrero
...................
ci‐si‐surgical...................acto.pdf [Acc......................................0] ................coming‐this‐s......................................sa.gov/ [Acce.....................................................................................................................................Able Techno.....................................................................................................................................
............. 5
............. 6
............. 8
or_Produc 2010] .. 9
........... 10
‐system‐........... 11 cesada en ........... 13 ........... 15 ........... 17 summer/ ........... 17 ........... 18 esado en ........... 20 ........... 22 ........... 23 ........... 24 ........... 26 ........... 26 ........... 26 logie ... 26 ........... 27 ........... 30 ........... 33 ........... 36 ........... 37 ........... 38 ........... 38
3
1. ADesd
propi
“Si n
sistem
esto,
1
Desd
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utiliz
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En 1
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Te
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io funciona
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mas que les
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1.1. Teleop
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plejos.
1.1.1. His
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•
•
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6
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Los
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1.1.2. Mé
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mo el tiemp
que ya no ti
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3.3. Indus
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ncontrarnos
Háptico de
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•
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14
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‐ Sensores
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‐ Cognición
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‐ Interpretaci
‐ Estabilidad
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15
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•
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17
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1.3. Te
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figura 1.11
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18
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fin de evita
1.4.
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mismo sist
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manipulad
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1.4
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los ya exist
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Protoc
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s necesario
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4.1. Aplicac
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con General
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s aplicacion
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ando los lim
espondiente
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s protocolos
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os de la red,
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s tecnología
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s permitiend
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1.12 podem
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19
Figura
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Telecon
1.12 Robonaut
ispositivos a
de problema
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as con los q
n surgido. E
no se podrá
co de Brazo
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que se habí
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que es impo
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bonaut.jsc.nasa
esarrollo, se
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más cotidian
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e han lograd
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tinuar con e
na y efectiv
do en febrero d
do solucion
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l estudio, y
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de 2010]
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con esto en
nologías.
n
o
n
20
2 Gene
Hoy en día g
espacio de t
del mismo
mejor mani
Con el uso
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propios del
que deben
manipulado
2.1
A mediados
peligrosos o
más comple
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esclavo, en
dispositivo
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operar a di
repetitivas
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2.1.1 Ele
A continua
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sistema de
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que cierra e
Telecon
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trabajo útil d
robot o piez
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ancia.
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bién como t
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no.
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o operador e
n
s
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n
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21
Primero, el
y demás ac
peligrosa o
proporcione
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telepresenc
reacción qu
contar con
Tanto para
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De forma ge
• Ope
• Disp
• Disp
• Disp
• Con
• Sen
2.1.2 Arq
El grado y m
las circunst
Telecon
operador m
cciones del e
o estar a un
e algo de te
r los objeto
cia, se puede
ue siente el
los respectiv
la trasmisión
comunicació
o. Generalm
do el flujo de
eneral, un sis
erador o tele
positivo tele
positivos de
positivos de
ntrol y canale
nsores
quitectura d
modo de inte
ancias y nec
ntrol Hápti
aneja un ma
elemento es
na consider
elepresencia
os del entor
e contar con
dispositivo
vos sensores
n de las seña
ón adaptado
ente, en los
e señales y d
stema teleop
eoperador
operado
control
realimentac
es de comun
Figura 2
de control
ervención en
cesidades. En
co de Brazo
anipulador m
clavo que re
able distanc
al operado
rno y cómo
n un sistema
teleoperado
y actuadore
ales del mae
os a las nece
s sistemas m
de adaptarlas
perado const
ión
nicación
.1 Elementos b
la realizació
n la figura 2.
o Robot
maestro o dis
ealiza el trab
cia es nece
or. Lo más b
se mueve e
a para la rea
o en su inte
es sobre el di
estro hacia e
esidades del
más avanzado
s o utilizarlas
ta de los sigu
básicos de un si
ón de la tarea
.2 se muestr
positivo de c
bajo en zona
sario contar
básico es co
el sistema t
limentación
racción con
ispositivo ma
l esclavo y vi
ancho de ba
os se cuenta
s para otros
uientes elem
istema de teleo
a con un sist
ran diversos
control, para
a remota. Co
r con algún
ontar con un
teleoperado.
sobre el op
el entorno.
aestro‐esclav
iceversa son
anda y a los
a con un co
fines.
mentos:
operación
ema teleope
grados de c
a indicar los m
omo ésta zo
n tipo de in
na interfaz v
. Para aume
erador de la
. Para ello s
vo.
necesarios
s requerimie
mputador e
erado puede
control, desd
movimientos
ona suele se
nterfaz que
visual que le
entar más la
as fuerzas de
se deberá de
unos buenos
ntos propios
encargado de
variar según
de un contro
s
r
e
e
a
e
e
s
s
e
n
ol
22
totalmente
manual en e
a las neces
generación
Cuando cier
control sup
esquema el
mientras el
complemen
Dependiend
sistema de
• Con
• Con
Finalmente,
encargarse
en las que e
La figura 2.3
los canales
arquitectura
Telecon
manual a u
el que las se
sidades del
de comando
rtos bucles d
pervisado, es
l operador to
ordenador
ntarios.
do de cómo
control se tie
ntrol compar
ntrol negocia
F
, en el cuart
de comand
existe un reta
3 muestra u
de comunica
a:
ntrol Hápti
un control t
ñales de con
dispositivo;
os.
de control se
s lo que se r
odavía mant
se encarga d
o se compar
enen dos op
rtido: de man
ado: comput
Figura 2.2 Nivel
o esquema l
os de alto n
ardo en las c
na arquitect
ación. A cont
co de Brazo
totalmente a
ntrol y realim
en este esq
e cierran a tr
representa e
tiene un cier
de adaptar o
rta tempora
ciones:
nera simultá
ador y opera
es de modo de
la mayor par
ivel de mane
comunicacio
ura de un sis
tinuación se
o Robot
automático.
mentación so
quema el op
ravés de un o
en el esquem
rto grado de
o mejorar los
lmente la re
nea ambos c
ador trabajan
e control remot
rte del contr
era intermite
nes entre la
stema de tel
describe la f
Entre estos
on procesada
perador tien
ordenar sin
ma tercero y
e control y g
s comandos
ealización d
comparten la
n de forma a
to. Adaptado d
rol la realiza
ente. Éste tip
zona local y
leoperación,
funcionalida
s dos extrem
as por un ord
ne control to
que lleguen
cuarto de la
enera coma
manuales o
e las tareas
a ejecución d
alternativa.
de [SHERIDAN‐9
el computad
po de contro
la zona remo
con los bloq
d de cada un
mos se tiene
denador, par
otal del sist
al operador
a figura 2.2.
ndos de form
cerrar bucle
s entre el o
de la tarea.
92]
dor, dejando
ol es útil para
ota.
ques de proc
no de los blo
e un contro
ra adecuarlas
ema y de la
r, se habla de
En el terce
ma continua
es de contro
perador y e
o al operado
a situaciones
cesamiento y
oques de esta
ol
s
a
e
r
a,
ol
el
r
s
y
a
23
• Disp
hac
• Pre
disp
• Laz
incl
• Sist
tele
• Pre
que
• Com
zon
rea
• Rea
• Rea
gráf
• Sim
en s
de l
Telecon
positivo de c
cia el disposit
‐procesamie
positivos de
o de contro
uso genera ó
tema teleope
eoperación. C
procesamie
e vienen de l
mbinación y
na remota, p
limentación
alimentación
alimentación
ficos informa
mulador: pued
sistemas con
los comando
ntrol Hápti
Figura 2.3
control: disp
tivo teleoper
ento de com
la zona local
ol autónomo
órdenes nue
erado: dispo
Contiene sen
ento de reali
a zona remo
distribución
proporciona
visual.
n visual básic
n visual aum
ación proven
de tratarse d
n retardos en
os básicos cre
co de Brazo
3 Arquitectura g
positivo que
rado.
mandos: repr
l.
o: depende d
evas.
ositivo que
nsores que e
imentación:
ota.
de la inform
información
ca: dispositiv
mentada: rep
niente de la z
de un simula
n la comunic
ear comando
o Robot
genérica de un
controla el
resenta el p
del grado d
está bajo el
enviarán disti
representa
mación: se c
n útil para l
os de realim
presenta pa
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ador predictiv
cación, tamb
os finales a t
sistema de tel
operador, c
rocesamient
e autonomía
l control de
intos tipos d
el procesam
concentra to
a posible re
entación de
ntallas en la
a.
vo, útil para
bién puede e
rasmitir en l
eoperación
on el que se
to de las se
a, modifica
l operador
e medidas a
miento de la
da la inform
ealimentació
la informaci
as que se r
prever el re
estar dotado
a zona remo
e generan lo
ñales gener
o adapta lo
a través de
la zona loca
as señales re
mación prove
ón de fuerza
ión visual (m
representa e
sultado de lo
de inteligen
ota.
os comandos
adas por los
os comandos
l sistema de
al.
ealimentadas
eniente de la
as como una
monitores).
en forma de
os comandos
ncia y a parti
s
s
s
e
s
a
a
e
s
r
24
• Rea
ma
con
2.1.3 Dis
Dos elemen
Los primero
los segundo
zona remot
Existen en
laboratorios
2.1.3.1 D
Existe una g
específicam
ámbito de l
En función
dispositivos
únicamente
son los más
Algunos de
generar com
• Car
una
may
• Par
plat
La p
de
cine
volu
Telecon
alimentación
no del oper
ntacto medid
spositivos d
ntos importa
os son usado
os tienen co
ta.
el mercado
s de investig
ispositivos
gran variedad
mente para é
a realidad vi
de los gra
s 2D (coman
e de 3GDL pa
s habituales e
estos dispo
mandos en tr
rtesianos: se
a configuraci
yor movilida
ralelos: están
taforma móv
palanca de m
posicionam
emático es m
uminosa.
ntrol Hápti
n háptica: sis
rador, la gen
da en la zona
e control y
ntes de un s
os por el ope
mo objetivo
una gran v
gación, pues
de control
d de disposit
ste ámbito,
rtual o la ind
ados de libe
ndos en un
ara posiciona
en teleopera
ositivos cuen
res o más gra
componen d
ión ortogona
d del usuario
n basados e
vil conectada
mandos esta
iento, gran
más complica
co de Brazo
stema de re
neración de
remota, o in
realimenta
sistema de te
rador para g
o proporcion
variedad de
se trata de u
tivos de cont
mientras otr
dustria de jue
ertad que e
plano) y d
amiento o ta
ación por ést
tan con una
ados de libe
de una palan
al. Sus princ
o. Por otro la
en una cade
as por seis a
de forma ta
robustez y
ado y para g
o Robot
ealimentació
la fuerza de
ncluso basad
ación
eleoperación
generar coma
ar al operad
ambos disp
un mercado e
trol aplicable
ros son de in
egos de orde
el dispositivo
dispositivos
ambién de 6
ta misma raz
a palanca o a
rtad, se disti
nca de mand
cipales venta
ado pueden
ena cinemáti
articulacione
al que perm
buena car
grandes desp
ón de fuerza
ebe estar ba
da en un mod
n son los disp
andos de mo
dor informac
positivos, mu
en constante
es a la teleop
nteracción co
enador.
o permite c
3D (comand
6GDL para or
ón.
agarradera c
nguen los sig
o sobre un s
ajas son el a
llegar a ser m
ica paralela,
s lineales dis
ite movimie
acterística d
plazamientos
as directame
asada direct
delo existent
positivos de c
ovimiento o c
ción de lo qu
uchos de ell
e evolución.
peración, alg
on los compu
comandar p
dos en el e
rientación, s
capaces de m
guientes tipo
sistema de ej
umento del
muy volumin
compuesta
spuestas en
ntos de 6GD
dinámica, po
s la estructu
ente sobre e
tamente en
te en el simu
control y rea
control para
ue está ocur
os recién sa
gunos han sid
utadores o p
podemos cla
spacio) que
iendo los dis
medir despla
os:
jes lineales c
volumen de
nosos. (ver fi
por una ba
paralelo (ve
DL, tiene bue
or otro lad
ura puede se
el brazo o la
la fuerza de
ulador.
alimentación
el sistema, y
rriendo en la
alidos de los
do diseñados
provienen de
asificarlos en
puedes se
spositivos 3D
azamientos y
colocados en
e trabajo y la
gura 2.6)
se fija y una
er figura 2.5)
ena precisión
o el contro
er demasiado
a
e
n.
y
a
s
s
el
n
r
D
y
n
a
a
).
n
ol
o
25
• Fue
med
par
figu
Otros tipos
dispositivos
cinemática
• Bra
en
sue
rea
• Son
ext
GDL
que
inco
Telecon
erza/par: est
dir la fuerza
a algunos m
ura 2.4)
de disposit
s que perm
articulada en
azos maestro
forma de ag
elo. Son muy
lizar movimi
ndas maestra
remo con los
L. Son tambi
e les permite
onveniente e
Figura 2.6 PE
Fifr
ntrol Hápti
os dispositiv
y el par que
movimientos y
tivos son de
iten genera
n serie. Son s
os: similares
garradera, p
y intuitivos p
entos de 6G
as: mecanism
s dedos y op
ién dispositiv
e tener un m
es el cansanc
ERForce
igura 2.7 The Orom SensAble T
co de Brazo
vos cuentan
e el operado
y la precisió
nominados
r comandos
siempre dise
a los manipu
pueden estar
para el oper
DL y en gene
mos articulad
era como si
vos muy intu
mayor rango
cio que repre
Omni®, the entrTechnologie
o Robot
en la palanc
or ejerce sob
n de los com
como cont
s en 3 o m
eños específi
uladores pas
r anclados a
rador, pues
eral presenta
dos en serie
se tratase de
uitivos, y mu
o dinámico,
esenta su op
Figura 2.5 Ejeparalelo
ry‐level device
a o agarrade
bre ella. Pres
mandos por p
roles articul
más GDL y e
icos y buscan
sivos que el
al techo o pa
se mueven
an caracterís
de dimensio
e un lápiz o a
ucho más co
con un volu
peración. (fig
emplo dispositiv
in the PHANTO
era de un sen
senta el prob
parte del ope
ados, en ést
están comp
n aumentar l
operador gu
ared así com
como si mo
sticas dinámi
ones pequeñ
apuntador. E
mpactos que
umen medio
ura 2.7).
vo F
OM line
nsor fuerza/
blema de no
erador no es
te grupo se
uestos por
la teleoperac
uía moviendo
mo sobre un
viera el braz
icas deficien
ñas, el opera
Existen versio
e los brazos
de trabajo.
Figura 2.4 Space
/par capaz de
ser intuitivo
s buena. (ve
incluyen los
una cadena
ción.
o su extremo
na mesa o e
zo, permiten
tes.
dor agarra e
ones de 3 y 6
maestros, lo
Su principa
e Mouse
e
o
r
s
a
o
el
n
el
6
o
al
26
• Exo
ope
Existen tam
utilizarse co
• Gua
colo
ded
limi
• Disp
mie
mec
2.1.3.1.1
Las caracte
utilidad del
las prestacio
Característi
• Mo
con
• Ma
• Ma
• Pre
• Car
el u
Telecon
o‐esqueletos:
erador, de fo
mbién otras t
omo disposit
antes sensor
ocado una se
dos de la ma
itada por su
positivos de
embros, e in
cánica, magn
Característi
rísticas de l
mismo, por
ones de cada
cas funciona
dos de cont
n el movimie
nejabilidad:
nos requerid
cisión y cont
rga de trabaj
uso del dispo
ntrol Hápti
: estructuras
orma que rep
técnicas y d
tivos de entra
rizados: tam
erie de senso
ano. Permite
poca precisi
seguimiento
ncluso el cu
nética o iner
icas de los d
os dispositiv
tanto es int
a dispositivo
ales:
trol: manera
nto del dispo
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das: número
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jo: se refiere
ositivo.
co de Brazo
s similares a
producen dir
ispositivos p
ada. Los más
bién llamado
ores que per
en manejar
ón.
o corporal: d
uerpo entero
rcial.
dispositivos
vos de cont
eresante con
o frente a otr
en que se g
ositivo remo
movimiento
de manos n
e referencia
a la atenció
o Robot
los brazos m
rectamente s
propios de o
s relevantes
os guantes d
rmiten capta
un gran núm
dispositivos q
o. Hacen us
s de control
rol de entra
ntar con una
ros.
generan los
to.
o del disposit
ecesarias pa
a la precisió
n y necesida
maestros pero
sus movimie
tros campos
son:
de datos. Se
ar el movimie
mero de GD
que permite
o de una gr
ada de coma
a serie de car
comandos y
tivo en el vol
ra el control
ón del dispos
ad de la aplic
Figura sensori
o anclados d
ntos.
s, como real
e trata de gu
ento y la pos
L, su aplicac
n localizar e
ran cantidad
andos de un
racterísticas
y como esos
lumen de tra
l del disposit
sitivo y su res
cación de los
2.8 Guante izado
directamente
lidad virtual
uantes en los
sición de cad
ción en teleo
en el espacio
d de tecnolo
n sistema de
que permita
s comando s
abajo.
tivo.
solución.
diferentes s
e al brazo de
que pueden
s que se han
da uno de los
operación es
o los diversos
ogías: óptica
eterminan la
an identifica
se relacionan
sentidos para
el
n
n
s
s
s
a,
a
r
n
a
27
• Car
• Anc
tele
• Vol
ent
• Velo
mov
• Flex
pos
• Aco
mov
• Efec
Característi
• Com
• Cos
• Seg
2.1.3.2 D
Se entiende
sobre el de
se quiere m
encontramo
• Mo
• Pan
• Cas
• Visu
Telecon
acterísticas d
cho de band
eoperado, es
umen de op
rada.
ocidades y a
ver el dispos
xibilidades y
sibles errores
oplamiento c
vimiento.
ctos inerciale
cas de adecu
mplejidad y f
sto
guridad
ispositivos
e como disp
sarrollo de l
mostrar al op
os:
nitores de vi
ntallas de vis
scos de visua
ualizadores t
ntrol Hápti
de diseño:
da: ancho de
s decir, la fre
peración: vo
aceleracione
sitivo.
y errores está
s estáticos.
cruzado: aco
es: la inercia
uación para e
fiabilidad:
de realime
positivos de
a tarea. Los
perador: visu
ideo
ualización tr
lización tridi
transparente
co de Brazo
e banda del
cuencia a la
olumen nece
es máximas:
áticos: hace
oplamiento
aparente qu
el uso:
ntación
realimentac
tipos de dis
al, cinestésic
ridimensiona
imensional
es
o Robot
bucle de co
que se mues
esario para
velocidades
referencia
físico duran
ue el operad
ión a todos
spositivos es
ca, táctil o a
al
ontrol entre
strean los co
poder oper
s y acelerac
a la flexibilid
nte la opera
or siente al m
aquellos dis
tán relacion
uditiva fund
e dispositivo
omandos y se
rar cómodam
ciones a los
dad mecánic
ación entre
mover el disp
spositivos qu
ados con el
damentalmen
de control
e transmiten
mente el di
que el ope
ca, servo co
distintos co
positivo de e
ue informan
tipo de info
nte. Dentro
y el sistema
n.
ispositivo de
rador puede
ontrol y a los
omandos de
entrada.
al operado
rmación que
de los cuales
a
e
e
s
e
r
e
s
28
• Disp
• Disp
2.1.3.2.1
Para que la
ocurriendo
Característi
• Anc
mec
• Niv
Dep
• Rea
inm
• Ajus
• Erg
• Pes
disp
• Equ
• Res
• Ma
alm
2.1.4 Fac
Una de las m
automático
debe al hec
fácil automa
externos qu
Telecon
positivos de
positivos de
Característi
información
en la zona re
cas mecánic
cho de band
cánica.
el de realim
pendiendo d
alimentación
mediata del m
ste: hace ref
onomía: pos
so y tamañ
positivos por
uilibrado: dis
sistencia: cap
ntenimiento
macenamient
ctores Hum
mayores dife
es la interv
cho de reque
atización, de
ue poseen lo
ntrol Hápti
realimentac
realimentac
icas de los d
n sea útil al
emota, es ne
as
da: ancho d
entación: ca
el sistema se
n activa o pa
mismo.
ferencia a la
stura del usu
o: peso y
rtátiles.
tribución co
pacidad de ag
o y almac
to y transpor
anos
erencias de l
vención de u
erir realizar
e ésta forma
s humanos.
co de Brazo
ión táctil
ión cinestés
dispositivos
operador, n
ecesario pre
de banda de
apacidad de
e requerirá la
asiva: indica
versatilidad
ario.
tamaño de
rrecta del pe
guantar cond
enamiento:
rte cuando n
os sistemas
un operador
tareas no p
se aprovech
o Robot
ica o de fuer
s de realime
o le confund
estar atenció
e la informa
generar fue
a reproducci
si la realime
del dispositi
l dispositivo
eso
diciones mec
tipo de
o está en us
de teleopera
humano en
redecibles o
ha la enorme
rzas
entación
da y le prest
n a una serie
ación que se
rzas de may
ión exacta o
entación sob
ivo para ada
o de realim
cánicas adve
mantenimie
o.
ación con res
la realizació
o de gran com
e capacidad d
te una image
e de caracter
e realimenta
yor o menos
escalada de
bre el operad
ptarse a dive
mentación, i
ersas
ento neces
specto a sist
ón del proce
mplejidad, p
de decisión y
en fiel sobre
rísticas.
a al operado
nivel sobre
la fuerza.
dor implica u
ersos usuario
importante
sario y ca
emas de fun
eso. Esta int
por lo que no
y respuesta a
e lo que está
or de forma
el operador
una reacción
os.
en aquellos
pacidad de
ncionamiento
ervención se
o tienen una
ante eventos
á
a
r.
n
s
e
o
e
a
s
29
La importan
como un c
realimentac
adecuadas
2.1.4.1 CaDentro de l
vista de co
robusto”, “e
de decision
que aprend
Frente al co
primer luga
compartir la
Desde que
neuro‐musc
procesamie
movimiento
neuro‐musc
Los seres h
junto con s
codo, como
son mínimo
Telecon
ncia del ope
controlador,
ción de info
los resultado
aracterísticlas definicion
ontrol manu
el operador
nes jerárquic
e de la expe
onjunto de
ar, su capacid
a atención e
se produce
cular transcu
ento de la inf
o a los músc
cular, y por o
humanos pue
su realiment
o la rigidez, in
os, la rigidez
ntrol Hápti
rador radica
generando
ormación de
os pueden se
Figura 2.9 El
cas dinámicnes que ten
al son varia
humano en
co, adaptativ
riencia”, ent
estímulos e
dad de atenc
ntre todos e
el hecho re
urre un tiem
formación. U
culos se nece
otro lado, est
eden variar
ación propio
nercia y el am
y el amortigu
co de Brazo
a en que cier
señales de
el sistema re
er desastroso
operador com
cas del operemos para d
adas, “el op
un sistema h
vo y optimiza
tre otras.
xternos el o
ción es limita
llos. Por otro
levante hast
mpo, este tie
Una vez que
esita un tiem
te sistema ti
algunas car
oceptiva; se
mortiguamie
uamiento es
o Robot
rra el bucle
actuación
emoto (ver
os.
o controlador d
rador describir cóm
perador hum
hombre‐máq
ador” y “el o
operador hu
ada, y si exis
o lado requie
ta que el cer
mpo, se deb
se ha toma
mpo determ
ene su prop
acterísticas
pueden var
ento, aunque
stán correlac
de control d
sobre el di
figura 2.9).
del sistema de
mo se compo
mano actúa
quina es el a
operador hu
mano prese
sten diversos
ere de un tie
rebro envía
be principalm
ado una deci
inado para q
ia dinámica d
de funciona
riar las carac
e los cambios
ionados.
del sistema g
spositivo de
Si sus accio
teleoperación
orta un ope
como un co
arquetipo de
umano es un
enta dos lim
s estímulos s
empo para la
la correspon
mente a la re
sión y se ha
que la inform
de respuesta
amiento del
cterísticas di
s que se pue
global. El op
e control a
ones de con
rador desde
ontrolador a
un controla
n controlado
itaciones pr
simultáneam
toma de de
ndiente orde
ealimentació
a generado u
mación llegu
a.
sistema neu
inámicas de
eden realizar
erador actúa
partir de la
ntrol no son
e el punto de
adaptativo y
ador de toma
or adaptativo
rincipales. En
mente deberá
cisiones.
en al sistema
ón visual y a
una orden de
ue al sistema
uro‐muscula
l brazo y de
r en la inercia
a
a
n
e
y
a
o
n
á
a
al
e
a
r
el
a
30
Es importan
la actuación
realimentac
respuestas
referencia a
Además de
denominad
2.1). Media
encima de 1
Tipo de rece
Discos Mer
Corpúsculos R
Corpúsculo
Meissner
Corpúsculo
Paciniano
En cuanto a
articulacion
mínima ent
que en la pa
El operado
característic
elementos d
medida por
La tabla 2.2
cuenta las c
Telecon
nte destacar
n ronda los
ciones cines
de los com
aleatorias de
los element
os mecano‐r
ante estos se
1KHz en frec
ptor Ve
a
rkel Len
Ruffini Len
os
r Ráp
os
os Ráp
a la resolució
nes de los de
tre 2 estímu
alma de la m
or posee do
cas distintas
del brazo, qu
r elementos s
resume de f
característica
ntrol Hápti
el diferente
5‐10Hz, la s
stésicas. Co
ponentes, e
e fuerza y po
tos sensomo
receptores c
e detectan e
uencia y por
Tabla 2.
elocidad de
adaptación
nta/Irregular
nta / Regular
ida / Irregular
pida / Regular
ón diversos e
edos, muñec
los táctiles e
mano es de 1
os canales
s: una de b
ue sirve para
sensoriales d
forma gener
as senso‐mot
co de Brazo
ancho de ba
ensación est
mo consecu
el ancho de
sición no lleg
otrices los hu
cutáneos, qu
estímulos ha
r debajo de 1
.1 Característic
Frecuenc
estím
0 – 10
0 a 10
20 – 5
100 – 3
estudios han
cas y codos,
en los dedos
1mm y en lo
para el rec
baja frecuen
a la coordina
de la piel y q
ral las caracte
trices de los
o Robot
anda en la ac
tá por encim
uencia de
banda de re
ga a los 2Hz.
umanos pose
e permiten
sta los 300H
1µm en amp
as de los meca
cia del
mulo Á
0 Hz
0 Hz G
0 Hz P
00 Hz
confirmado
llegando has
s que permit
s muslos de
conocimiento
cia y alta e
ación; y una
ue transmite
erísticas que
seres human
ctuación y la
ma de los 20
los retrasos
espuesta en
eemos en la
recoger info
Hz e incluso
litud.
no‐receptores
Área receptiva
Pequeña /
Bien definida
rande / no bien
definida
Pequeña / bien
definida
Grande / bien
definida
que se pued
sta 0.8º en e
te distinguir
67mm.
o del ento
energía que
segunda de
e informació
e debe tener
nos.
a sensación d
0‐30Hz hasta
s en las di
el control
mano unos
ormación tác
se pueden
cutáneos
Detecc
n Detec
e
Detec
Detecció
den discernir
el hombro. P
los es de alr
rno en form
es medida
alta frecuen
n de alta cal
un sistema t
del ser huma
a llegar a los
stintas tran
manual ante
sensores ext
til del entor
detectar vib
Función
ción de bordes
cción de fuerzas
estiramiento de
cción de velocid
n de aceleració
r variaciones
Por otro lado
rededor 2.5m
ma de dos
por múscu
cia y baja en
idad sobre e
teleoperado
no; mientras
s 100Hz para
nsmisiones y
e señales de
teroceptivos
no (ver tabla
braciones po
e intensidad
s estáticas y
e la piel
dad y bordes
ón y vibraciones
s de 2º en las
o la distancia
mm mientras
señales de
los y demás
nergía que es
el entorno.
tomando en
s
a
y
e
s,
a
r
s
s
a
s
e
s
s
n
31
Tabla 2.2
Retar de T
Ancho
Reso
Rango
Rango de n
adm
2.1.5 Con
Un sistema
humano co
teleoperaci
perspectiva
conceptos p
• Con
• Con
• Con
• Con
• Con
• Con
2.1.5.1 Co
En los prim
unilateral t
Telecon
Características
Transmisión
de banda
olución
dinámico
nivel de ruido
misible
ntrol
de teleope
ontrola un d
ón, pero de
a de control
principales d
ntrol unilater
ntrol indepen
ntrol en posic
ntrol por refl
ntrol bilatera
ntrol de siste
ontrol unila
meros desar
también llam
ntrol Hápti
s necesarias de
Con
10
10
10 bit
20N en
1N a
o 20
ración se pu
dispositivo r
esde el pun
l dinámico d
e control en
ral
ndiente y con
ción y veloci
exión de fue
al
emas con ret
ateral
rrollos de s
mado de b
co de Brazo
un sistema telhu
ntrol
0ms
00Hz
ts / GDL
continuo
a 10Hz
0 : 1
uede definir
remotament
nto de vista
de éste últi
teleoperaci
ntrol integra
dad
erzas
ardo tempor
sistemas tel
ucle abierto
o Robot
eoperado derivmanos [Burde,
Realim
Vibrac
Esp
de forma s
te. El conce
a de una re
mo. Se pres
ón:
ado
ral
eoperados
o. En éste
vadas de las ca, 96]
mentación tá
5ms
0 – 10KHz
ción 10 – 100
acial 1 – 2 mm
8 bit
200 : 1
simple como
epto de con
elación oper
sentan en o
maestro‐esc
tipo de sis
aracterísticas se
ctil
mm
m
o un sistema
ntrol es, po
rador‐dispos
orden crecie
clavo el con
stema no e
enso‐motrices d
Realime
cines
20
50 –
0.
20N en
1N a
64
a en el que
r tanto, int
sitivo, y no
ente de com
ntrol implem
xiste ningun
de los seres
entación
stésica
0ms
100Hz
1 N
continuo
10Hz
4 : 1
un operado
rínseco a la
tanto de la
mplejidad los
mentado era
na señal de
r
a
a
s
a
e
32
realimentac
decir, que e
Dentro del
son las seña
2.1.5.2 Co
El control i
tiempo únic
o nada en v
señales de r
2.1.5.3 Co
En el contro
señales de s
en posición
2.1.5.4 Co
La convenie
entorno rem
un caso par
La reflexión
visual y la re
2.1.5.4.1
Se realiza p
las fuerzas e
Telecon
ción desde e
el manipulad
control unila
ales que se g
ontrol indep
ndependien
camente se p
velocidad. Po
referencia de
ontrol en po
ol integrado
salida. Si est
; si en cambi
ontrol por r
encia de tran
moto. Ténga
rticular de re
n de esfuerz
ealimentació
Reflexión v
resentando
ejercidas en
ntrol Hápti
l esclavo hac
or esclavo se
ateral se pue
generan en e
pendiente y
te o por int
pueden gene
or otro lado
e uso simultá
osición y ve
es imposible
tas señales se
io se utilizan
reflexión de
nsmitir al ope
se en cuenta
eflexión.
zos puede se
ón háptica, ta
isual de fue
estas de ma
cada uno de
Figura 2.10 E
co de Brazo
cia el maestr
e mueve al m
eden destaca
l maestro.
y control in
terrupciones
erar referenc
el control in
áneo en todo
elocidad
e realizar do
e utilizan co
n como refere
e fuerzas
erador los es
a de que se e
er realizada
ambién se ti
erzas
nera visual a
e los ejes com
Esquema gene
o Robot
ro. Únicamen
mover el mae
ar diversas fo
tegrado
s se realiza c
cias o manda
ntegrado, ex
os los bucles
os tipos de co
mo referenc
encias de ve
sfuerzos de c
está habland
de diferent
enen reflexió
al operador m
mo sus respe
ral de control u
nte se puede
estro pero no
ormas de rea
con disposit
ar señales de
iste un dispo
s de control d
ontrol distin
cias de posic
locidad, se h
contacto que
do de reflexi
es formas, s
ón mediante
mediante un
ectivos mom
unilateral integ
e realizar un
o a la inversa
alizar el cont
tivos maestr
e control, no
ositivo maes
del esclavo (v
tos en funció
ión para los
habla de cont
e el manipula
ón y no de r
siendo la má
e sonidos y tá
n visualizado
entos.
grado
control en u
a.
trol según co
ros en los q
ormalmente
stro que gen
ver figura 2.
ón de cómo
GDL, se hab
trol en veloc
ador esclavo
realimentació
ás frecuente
áctil [MASSIM
r. El gráfico i
n sentido, es
omo y cuáles
ue al mismo
del tipo todo
era todas las
10).
se utilice las
bla de contro
cidad.
o realiza en e
ón, que sería
e la reflexión
MINO‐93].
incluye tanto
s
s
o
o
s
s
ol
el
a
n
o
33
2.1.5.4.2
Se busca ap
por contact
que el rang
una retroal
una fuerza
mecanorece
(realimenta
2.1.5.4.3
Refleja las f
dispositivo,
estabilidad,
Desde los p
reciba info
operador a
teleoperado
podrían ser
2.1.5.5 Co
Se trata del
teleoperaci
teleoperaci
control en e
dispositivos
ligados en s
preferido de
2.1.5.6 Co
La existenci
teleoperaci
Telecon
Realimenta
provechar la
to o fuerzas
o de frecuen
imentación
sobre la ma
eptores cutá
ación de fuer
Reflexión h
fuerzas de co
así, se des
, especialme
primeros mod
rmación sob
realizar la t
o, aunque la
lo en determ
ontrol bilat
tipo de siste
ón. El cont
ón para que
el sentido de
s o manipula
su comporta
edicar un ap
ontrol de si
ia de retardo
ón debido a
ntrol Hápti
ación háptic
excelente c
de reacción.
ncias del sist
háptica de g
ano, excitan
áneos (retro
rzas).
áptica indir
ontacto med
sacopla la p
nte en prese
delos de sist
bre las fuer
terea. Cualq
a reflexión c
minadas aplic
teral
emas de tele
trol bilatera
exista realim
el maestro a
adores cuent
amiento. Dad
partado comp
istemas con
os en la com
a que estas
co de Brazo
ca
capacidad qu
. El rango de
tema motriz
gran finalida
ndo así dos
oalimentació
recta
didas en la zo
percepción d
encia de peq
emas de tele
rzas de con
uiera de los
cinestésica e
caciones.
eoperación h
l surge com
mentación h
l esclavo y fl
tan con algú
da la import
pleto.
n retardo te
municación su
limitaciones
o Robot
ue posee el
e frecuencias
por lo que e
ad. Este tipo
elementos b
ón táctil) y
ona remota
de la reacció
ueños retard
eoperación m
tacto, pues
modos de r
es la más ad
habitualment
mo el cont
áptica. El sis
uyendo tam
ún tipo de ac
tancia del co
emporal
upone un gra
están dispu
ser humano
s que una pe
es muy impo
o de reflexió
básicos de t
los propioce
en la mano
ón con lo q
dos en la com
maestro‐escl
es intuitivo
reflexión me
decuada, mi
te más utiliza
rol necesar
stema con es
mbién en sent
ccionamient
ontrol bilate
an problema
uestas por la
de percibir
ersona puede
ortante llegar
n se genera
transmisión
eptores de
que no está
que el sistem
municación.
lavo se ha in
o que esta
ejora las pre
entras que
ado en las ap
io a implan
ste tipo de c
tido contrari
o en sus art
ral dentro d
a en la estab
as distancias
información
e sentir es m
r hasta ello p
directamen
de señales
los músculo
realizando e
ma gana un
ntentado que
información
estaciones de
la visual, so
plicaciones a
ntar en un
control tiene
io, se supone
ticulaciones
e la teleope
bilidad de los
s entre la zo
n transmitida
mucho mayo
para obtene
nte aplicando
hápticas: los
os del brazo
el control de
n margen de
e el operado
n ayudará a
e un sistema
onora y tácti
actuales de la
sistema de
variables de
e que ambos
que vendrán
eración se ha
s sistemas de
ona local y la
a
r
r
o
s
o
el
e
r
al
a
il
a
e
e
s
n
a
e
a
34
zona remot
limitada.
En el caso
entorno, si
después de
estará dond
La solución
esperar”, e
método, au
retardo, esc
Las técnicas
Adaptación
adaptación
fuerzas de c
Visualizado
resultado d
necesario t
algunos cas
telepresenc
Embragues
embrague e
remota si n
caso de em
visualizador
2.1.6 Con
El control b
implantació
esquema de
Telecon
ta, distancia
de la teleop
la informaci
que tiene q
de él creía qu
más inmed
es decir, rea
unque más in
condiendo so
s más habitu
activa remo
es útil cuan
contacto con
res predictiv
de las accion
ener un mo
sos la infor
cia.
temporales
espacial los
o que se com
mbrague tem
r acelerar el
ntrol Bilate
bilateral ya f
ón de un sis
e control bila
ntrol Hápti
as que las o
peración el p
ón de ese co
que actuar so
ue estaba.
iata para co
alizar pequeñ
ntuitivo y na
olamente el
ales para co
ota. Consiste
do es necesa
n el entorno
vos. Son siste
es que reali
odelo preciso
mación real
y espaciale
movimiento
mprueba su r
mporal el op
proceso en l
ral en la Te
fue breveme
tema teleop
ateral es lo s
co de Brazo
ondas de ra
problema se
ontacto tien
obre el sistem
ontrarrestar
ños movimie
tural, aumen
problema.
ntrarrestar l
e en dotar a
ario que el e
sin tener qu
emas que mu
za sin tener
o y realizar l
l y simulada
es. Consiste
os que realiz
resultado, de
perador pue
as operacion
eleoperació
ente introdu
perado con
uficienteme
o Robot
dio tienen q
agrava por
e un retardo
ma, además,
el retardo te
entos y esp
nta el tiempo
os efectos d
al sistema de
efector final
e esperar a u
uestran al op
r que espera
las respectiv
a es combin
en un refina
za el operad
e no ser el ad
de salir de
nes fáciles y
n
ucido, se vio
realimentaci
nte complejo
que franque
que existe c
o el operado
, cuando rea
emporal es
perar el resu
o de ejecuci
el retardo te
e una capac
corrija ligera
una reacción
perador, en t
ar a recibir la
vas extrapola
nada para d
amiento de
dor no son e
decuado el o
sincronismo
frenarlo en l
o que este t
ión háptica
o, para que h
ear a una ve
contacto físic
r no se dará
accione el sis
adoptar una
ultado tras c
ón exponenc
emporal son:
idad de ada
amente su p
n por parte d
tiempo real m
a informació
aciones del
dar un mayo
los visualiza
enviados inm
operador pue
o con la tare
las difíciles.
tipo de cont
hacia el ope
habitualmen
elocidad de
co del dispo
cuenta hast
stema teleop
a estrategia
cada uno d
cialmente en
:
aptación al e
osición en fu
el operador.
mediante sim
ón de la zon
mismo en e
or grado de
adores predi
mediatamen
ede repetir la
ea real y co
trol es neces
erador. El es
nte se consid
transmisión
ositivo con e
ta un tiempo
perado ya no
de “mover y
e ellos. Este
n función de
entorno. Esta
unción de las
.
muladores, e
a remota. Es
el tiempo. En
e realismo y
ictivos. En e
nte a la zona
a tarea. En e
on ayuda de
sario para la
studio en un
eren los GDL
n
el
o
o
y
e
el
a
s
el
s
n
y
el
a
el
el
a
n
L
35
de cada ma
se le asocia
2.1.6.1 EsEl caso gen
sensores de
control bila
en ambos m
La informa
articulación
correspond
articulación
manipulado
esquema gl
2.1.6.2 EsEn ésta arq
de informac
bilateral, ba
básicas no
similar al d
comportam
Telecon
anipulador de
un actuador
squema geeral de mae
e posición, ve
teral para u
manipuladore
ción captad
n. A su vez
iente. Esta s
n y de info
or. El que ex
obal la carac
squemas buitectura ge
ción disponi
asados en la
se hace uso
e posición e
miento dinám
ntrol Hápti
esacoplados
r ya sea rota
eneral de iestro y esclav
elocidad y fu
n sistema de
es.
Fig
da en cada
, cada cont
señal de man
rmación env
ista informa
cterística de
básicos de neral se pue
ble de los se
s magnitude
o de la seña
en los manip
mico.
co de Brazo
entre sí, an
tivo o lineal.
implantacivo formados
uerza/par. La
e teleoperac
gura 2.11 Esqu
instante p
trolador gen
ndo depende
viada por e
ción fluyend
bilateral.
control bileden aplicar
ensores y de
es empleada
l de velocida
puladores pa
o Robot
alizando sist
.
ión del cons por un esla
a figura 2.11
ión con un ú
uema general d
or estos se
nera directa
erá, de la inf
el controlad
do entre los d
lateral arquitectura
los controla
as en el cont
ad, aunque
ara corregir
temas de un
ntrol bilateabón con 1
muestra el e
único grado
e control bilate
ensores va
amente la s
formación ob
or de la ar
dos controla
as más simpl
adores. Exist
trol de cada
es habitual
los efectos d
único grado
eral GDL, en el q
esquema ge
de libertad y
eral
directament
señal de m
btenida con
rticulación c
adores en am
es o comple
en tres esqu
manipulado
implementa
de fricción v
o de libertad
que existe u
neral de imp
y articulacio
te al contro
ando para
los sensores
correspondie
mbos sentido
ejas dependie
uemas básico
or. En las con
ar un bucle d
viscosa y ten
. A cada GDL
n actuador y
plantación de
nes rotativas
olador de la
su actuado
s de la propia
ente al otro
os confiere a
endo del uso
os de contro
nfiguraciones
de velocidad
ner un mejo
L
y
e
s
a
r
a
o
al
o
ol
s
d
r
36
• Esq
Es el prime
1954, tamb
2.12 muest
Consiste en
Mientras q
posición de
Se trata de
operador ap
el entorno.
• Esq
Es un esque
1965 y 196
esquema bá
Telecon
uema posici
r esquema d
bién es cono
ra el esquem
n controlar e
ue el esclav
l maestro.
un sistema
plica sobre e
uema fuerza
ema más mo
69 por Carl F
ásico de su fu
ntrol Hápti
ón‐posición
de control bi
ocido como e
ma básico de
Figura
el maestro co
o también s
bastante es
el eslabón de
a‐posición
oderno que
Flatau del Br
uncionamien
co de Brazo
lateral que s
error común
su funciona
2.12 Esquema
on un bucle
se encuentra
stable en su
el maestro es
el posición‐
rookhacven N
nto.
o Robot
se llevó a la
n en posición
miento.
de control bila
de posición
a servocontr
funcionamie
s similar a la
posición, de
National Lab
práctica, y l
n o como se
ateral posición‐
cuya refere
rolado en po
ento, y en ré
fuerza realiz
sarrollándos
boratory [Ve
o realizó el e
ervo simétric
‐posición
encia es la po
osición tenie
égimen perm
zada por el e
se las primer
ertut‐85]. La
equipo de R
co de posici
osición actua
endo como
manente la f
eslabón del e
ras investiga
figura 2.13
ay Goertz en
ón. La figura
al el esclavo
referencia la
fuerza que e
esclavo sobre
aciones entre
presenta un
n
a
o.
a
el
e
e
n
37
AL igual que
el actuador
de fuerza en
Este sistem
problemas
de reacción
el operador
• Esq
Aparece de
utilización n
Telecon
e el esquem
del maestro
n el eje del e
ma es totalm
de estabilida
n que el escla
r.
uema servo
e manera sim
no está muy
ntrol Hápti
Figura
ma anterior e
o recibe dire
esclavo. Gene
mente asimé
ad. Como pri
avo realiza so
de fuerza‐po
multánea co
extendida. L
Figura 2.
co de Brazo
a 2.13 Esquema
el esclavo se
ctamente un
eralmente es
trico en el
incipal venta
obre el ento
osición
n el esquem
La figura 2.14
14 Esquema de
o Robot
a de control bil
encuentra s
na señal de r
sta señal es a
tratamiento
aja tiene que
rno, lo que d
ma fuerza‐po
4 presenta u
e control bilate
ateral fuerza‐p
servocontrol
realimentaci
atenuada pa
o del maestr
e el maestro
da mayor fid
osición a fina
n esquema b
eral servo fuerz
posición
ado en posic
ón de fuerza
ara mejorar l
ro y del esc
reproduce l
elidad de ref
ales de los a
básico de su
za‐posición
ción, sin em
a, provenient
a estabilidad
clavo, lo cua
o mejor pos
flexión de es
años sesenta
funcionamie
bargo, ahora
te del senso
d.
al agrava los
ible la fuerza
sfuerzos para
a, aunque su
ento.
a
r
s
a
a
u
38
De manera
posición uti
fuerza prov
desarrollar
Este esquem
reproduzca
debido a las
Se trata tam
medida del
2.2 Hápt
La háptica,
al sentido d
área tecno
manejando
2.2.1 Def
Realimenta
conceptos
realimentac
Es por eso
denomine i
realimentac
La realimen
colocados c
permitiendo
y su temper
La realimen
una resiste
Telecon
similar a lo
ilizando com
veniente de s
en el eje de
ma es muy s
de forma ex
s inercias y ro
mbién de un
grado de ref
tica
aunque no s
del tacto, ten
lógica, a co
a lo largo de
finiciones
ción háptica
sumamente
ción de fuerz
que los disp
interfaces h
ción táctil.
ntación táctil
cerca de la
o detectar e
ratura.
ntación de fu
ncia al avan
ntrol Hápti
os esquema
mo referencia
su sensor a
salida.
similar al fue
xacta la fuer
ozamientos
sistema no
flexión de la
sea una palab
niendo su ori
ontinuación
e este trabaj
a, es la rea
importante
zas.
positivos cap
ápticas, incl
se refiere a
piel, los cua
l primer con
uerzas tamb
ce o un pes
co de Brazo
s anteriores
a la posición
un bucle de
erza‐posición
rza sentida p
del maestro
simétrico qu
fuerza del e
bra aceptada
igen en el té
se explica m
o.
alimentación
es que no s
paces de rea
uso cuando
la sensación
ales poseen
tacto con el
ién conocida
so que hace
o Robot
s el manipul
que marca e
fuerza en e
n, pero el bu
por el esclavo
.
ue presenta
esclavo.
a en la Real A
rmino griego
más a fondo
de la sens
se deben de
limentar al
algunos au
n de contacto
un gran an
entrono, co
a como cine
referencia a
lador esclav
el maestro. E
el maestro, q
cle de fuerza
o, que en el
problemas d
Academia de
o Hapthai re
o algunos d
sación de co
e confundir
operador se
tores utilice
o aplicada a
ncho de ban
nocer la geo
estésica es l
a la excitació
vo se encuen
El esclavo po
que controla
a consigue q
esquema fue
de estabilida
e la Lengua E
elativo al tact
de los térmi
ontacto. Est
y son la re
ensaciones tá
en este térm
la piel. Es m
nda que va
ometría de la
a realimenta
ón de los se
ntra servoco
or su parte, r
la fuerza qu
que en el eje
erza‐posició
ad, dependie
Española, hac
to. Es muy u
nos que se
te término
ealimentació
áctiles y de
mino únicam
medida por lo
de los 50 a
a superficie,
ación de la s
ensores colo
ontrolado en
realimenta la
ue éste debe
e de salida se
n se degrada
entes en gran
ce referencia
tilizado en e
han venido
engloba dos
ón táctil y la
fuerza se les
ente para la
os receptores
los 350 Hz
su rugosidad
sensación de
cados en los
n
a
e
e
a
n
a
el
o
s
a
s
a
s
z,
d
e
s
39
músculos y
tensiones y
receptores
como el pes
No debemo
la realimen
inerciales. A
brazo, mien
Por otro la
miembros.
localizados
central.
En un sistem
capacidad c
manipulado
telepropioc
La unión d
telepresenc
La telepres
sensación
coherentem
nos serviría
otras. El ob
remoto. Sin
En el caso d
cámaras de
o auditivam
mayor grad
Telecon
tendones, u
y fuerzas que
con poco an
so y deforma
os confundir
tación de fu
Además, la r
ntras que la r
do, la prop
Hace referen
en las articu
ma de teleop
con que el sis
or remoto
cepción.
de estos tér
cia y la realid
sencia hace
de encont
mente al ser
a la teleprop
bjetivo de est
n embargo no
de la telema
video en la
mente al ope
o de telepre
ntrol Hápti
unidos a hue
e se produce
ncho de ban
abilidad de u
nos, la realim
uerzas puede
ealimentació
realimentaci
piocepción e
ncia a la sens
ulaciones de
peración, si s
stema dote a
con respec
rminos nos
dad aumenta
referencia a
rarse física
humano su
piocepción as
ta tecnologí
o podemos c
anipulación l
zona remota
erador con lo
esencia.
co de Brazo
esos y articul
en durante e
nda que prop
un objeto.
mentación tá
e darse sin c
ón de fuerza
ón táctil es d
es la capacid
sación de po
l esqueleto,
se considera
al operador
cto al ento
da como r
ada.
a la situació
amente en
ficiente cant
sí como la r
a es hacer s
confundir est
la manera m
a (realimenta
os sucesos q
o Robot
laciones, y q
el movimient
porcionan in
áctil aparece
contacto, pu
as se opone a
del todo pasi
dad de cono
osición estáti
en el oído y
a que el man
para que est
orno y a s
resultado la
ón o circuns
un lugar
tidad de info
ealimentació
entir al oper
te concepto
más básica d
ación visual)
que ocurren
que transmite
to, ya sean
nformación s
e únicament
ues éstas pue
activamente
iva.
ocer la dispo
ica. Esta cap
y en impulso
ipulador esc
te sepa en ca
su punto d
generación
stancia que
remoto. É
ormación so
ón háptica, r
rador lo que
con la realid
e conseguir
. Si, además,
durante el t
en a la espin
inerciales o
sobre la fuer
te durante e
eden debers
e al movimie
osición estát
acidad está
os generados
clavo es un m
ada moment
de vista, d
de otros n
se da cuan
Ésta se co
obre el entor
realimentaci
e sentiría si e
dad virtual.
algo de tele
, se puede re
transcurso d
na dorsal y a
de contacto
rza total de
l contacto, m
se a un peso
nto libre de
tica de cada
basada en lo
s por el siste
miembro del
to donde se
dotará al o
nuevos com
do un hum
onsigue pro
rno remoto,
ón visual au
estuviera en
epresencia e
ealimentar h
de la tarea, s
al cerebro las
o. Se trata de
contacto, as
mientras que
o o a fuerzas
la mano o e
a uno de sus
os receptores
ema nervioso
operador, la
encuentra e
operador de
mo lo son la
ano tiene la
porcionando
para lo cua
uditiva, entre
el ambiente
es contar con
hápticamente
se tendrá un
s
e
sí
e
s
el
s
s
o
a
el
e
a
a
o
al
e
e
n
e
n
40
La realidad
lugar distin
computado
virtual o am
Hoy en día
como reali
información
computado
directamen
En esta rea
generación
Todas estas
principales
utilizando l
buscar méto
Los disposit
problema d
necesaria p
inferiores so
2.2.2 Rep
Cuando hab
háptica. Es
dispositivo.
• Lee
• Calc
• Dev
Telecon
virtual es la
to de done
r. El entorno
mbiente virtu
la teleprese
dad aumen
n sensorial
ra con el ob
nte por los
alidad aume
de superfici
s tecnología
problemas p
os sistemas
odos para tr
tivos háptico
de la discret
para crear u
on también ú
presentació
blamos de h
te es el pr
Consiste en
er la posición
cular la inter
volver la sens
ntrol Hápti
situación qu
físicamente
o que se gen
ual, y la situac
ncia y la rea
tada, que e
que le es
bjetivo de añ
sentidos de
ntada podem
es de contac
as pretenden
para esto es
discretos en
atar de com
os requieren
tización. Par
una sensació
útiles, ya que
ón Háptica
háptica es c
oceso de d
el diseño de
y orientació
racción del d
sación hápti
co de Brazo
ue se da cua
e está, esto,
nera, y en el
ción de esta
lidad virtual
es la situac
realimentad
ñadirle nuev
el operador,
mos incluir
cto virtuales
n emular la
la imposibilid
n los que se
pensar las ca
n de una ar
ra tratar est
ón de tacto
e permiten s
común encon
eterminar la
el software q
ón del dispos
ispositivo co
ca como con
o Robot
ndo un ser h
gracias a la
que el opera
r en él se con
se empiezan
ción o circu
da de un
va informació
, aun si este
la superpos
para la prote
naturaleza
dad de alcan
e basa toda
arencias tecn
quitectura d
te problema
continuo e
simular efect
ntrarnos con
a fuerza de
que realiza la
sitivo
on el mundo
nsecuencia d
humano tien
a informació
ador se encu
noce como p
n en mezclar
nstancia qu
entorno es
ón creada a
e se encont
ición de grá
ección de eq
sin consegu
nzar la contin
la tecnología
nológicas.
de control b
a debemos d
s de 1 KHz
tos de superf
n el término
e reacción p
as siguientes
virtual en fu
e la reacción
ne la sensaci
ón generada
uentra inmer
presencia virt
rse, dando o
ue percibe u
modificada
rtificialment
rase en el a
áficos sobre
quipos.
uir nunca la
nuidad de es
a digital act
basada en so
de saber qu
aproximada
ficie, como la
o “Haptic Re
para una de
tareas:
unción de los
n ante esta in
ón de encon
a exclusivam
rso se denom
tual.
origen a lo qu
un operado
a previamen
te, y que no
ambiente re
imágenes d
perfección.
tos fenómen
ual. Lo que
oftware que
ue la frecue
amente. Las
as texturas o
ender” o rep
eterminada
s datos leídos
nteracción.
ntrarse en un
mente por un
mina entorno
ue se conoce
r cuando la
nte por una
es accesible
emoto.
de video o la
Uno de los
nos naturales
nos obliga a
nos lleva a
encia mínima
s frecuencias
o la fricción.
presentación
posición de
s.
n
n
o
e
a
a
e
a
s
s
a
al
a
s
n
el
41
2.2.2.1 Ti
Existen dive
• Rep
Podría deci
entorno vir
Point). Para
Sin embargo
de forma co
podido pen
• Rep
Para evitar
como punt
restricción d
la posición
objeto. Gra
separación
• Det
La solución
nuestro mu
el recorrido
interpolar.
dispositivo
Detectando
exactament
produjo la c
siempre res
Telecon
ipos de Rep
ersos casos p
presentación
rse que es la
rtual, denom
a este caso, lo
o este tipo d
ontinua la p
etrar en algú
presentación
algunos pro
to de contac
de mantene
del HIP mie
cias a esto y
entre el HIP
tección de Co
definitiva a
uestreo de la
o que ha seg
Con esto el
con la posici
o ahora las c
te cuándo se
colisión. A es
stringido a la
ntrol Hápti
presentación
para la repre
n háptica pun
a forma más
minado Punt
o único que
de representa
posición, exis
ún objeto de
n háptica pun
blemas con
cto de supe
rse siempre
ntras no ocu
ya es posible
y el SCP.
olisiones Con
estos proble
posición de
guido el disp
HIP se ha pa
ón previa.
colisiones en
e ha penetra
ste punto qu
superficie d
co de Brazo
n Háptica
sentación há
ntual
s sencilla, co
to de Interfa
nos interesa
ación presen
ste la posibi
el mundo virt
ntual con Pro
la represent
erficie o SCP
en el exterio
urran colisio
e calcular las
ntinuas
emas no es fá
el dispositivo
ositivo final
asado a ser
tre los objet
do o atraves
e se le deno
de los objeto
o Robot
áptica los cua
nsidera que
az Háptica o
a es la posició
nta problema
lidad de que
tual.
oxy
ación puntu
P (Surface C
or de los obj
ones, pero am
fuerzas que
ácil de imple
háptico, qu
entre dos m
de un punto
tos del ento
sado un obje
mina HIP ide
s virtuales.
ales se menc
el dispositiv
o HIP por su
ón del dispos
as debido a l
e entre dos
al, aparece e
Contact Poin
jetos del ent
mbos se sep
e se aplicaría
ementar, con
e sería el tie
muestras con
o a un segm
orno virtual y
eto y determ
eal o IHIP (Id
cionarán a co
vo háptico re
us siglas en
sitivo, no su
a discretizac
muestreos c
el concepto
nt). Este es
torno virtual
pararán cuan
an al disposit
nsiste en aña
empo. Para e
nsecutivas, p
mento, que u
y nuestro se
inar con pre
eal Hip) es n
ontinuación:
epresenta un
inglés (Hap
orientación.
ción. Al no po
consecutivos
Proxy, tamb
un punto q
. Con esto e
ndo el HIP p
tivo para con
adir una dime
ello tenemos
por lo que se
ne la posició
gmento, pod
cisión el pun
nuestro Proxy
n punto en e
ptic Interface
.
oder mostra
s el HIP haya
ién conocido
que sigue la
l SCP seguirá
enetre algún
ntrarrestar la
ensión más a
s que estima
erá necesario
ón actual de
demos sabe
nto en que se
y, que estará
el
e
r
a
o
a
á
n
a
a
r
o
el
r
e
á
42
• Rep
En muchas
segmento, t
hace impres
2.3 Com
Parte impo
protocolo, e
dispositivos
errores ent
Uno de los
Protocolo d
El TCP/IP e
operativos,
(Local Area
por primera
una red de
El TCP es la
permite que
Los servicio
extremos d
extremo a e
lo que estas
• Orie
sist
la c
• Ope
dire
Telecon
presentación
ocasiones n
teniendo qu
scindible el u
municación
ortante de la
el cual es el
s de un mism
re otras cosa
protocolos m
de Internet o
es la base de
incluyendo
Network) y
a vez en 197
área extensa
a capa inter
e la comunic
os provistos p
de una conex
extremo. Tal
s conexiones
entado a la
emas de los
ongestión de
eración Full‐
ección. Sólo
ntrol Hápti
n háptica no
no es suficie
e considerar
uso de seis g
a teleoperac
conjunto de
mo nivel. Esto
as.
más sencillos
TCP/IP (Tran
e Internet y
PC, minicom
de área exte
2 por el Dep
a de dicho de
media entre
cación entre
por TCP se ej
xión, no en
es conexione
s extremo‐ex
conexión: Do
extremos se
e la red.
‐Duplex: Un
los dos siste
co de Brazo
puntual
nte simplific
r no solo la p
grados de libe
ción son las
e reglas o n
os ayudan n
s y usados en
nsfer Contro
y sirve para
mputadoras
ensa o WAN
artamento d
epartamento
e el IP y la a
dos sistema
jecutan en e
la red. Por
es pueden e
xtremo son ll
os computad
e sincronizan
na conexión
mas finales s
o Robot
car la posició
posición sino
ertad en el d
comunicaci
ormas que p
o sólo a la co
n la teleopera
ol Protocol / I
ara enlazar
y computad
(Wide Area
de Defensa d
o.
aplicación, e
s se efectúe
el anfitrión ta
lo tanto, TC
xistir a travé
lamadas circ
doras establ
n con el otro
TCP es un
sincronizado
ón del dispo
o la orientaci
dispositivo há
ones, las cu
permiten el
omunicación
ación es el P
Internet Prot
computado
doras centra
Network). T
de los Estado
este le añade
libre de erro
ambién cono
CP es un pro
és de una ser
cuitos virtual
ecen una co
o para manej
n par de cir
os pueden us
ositivo háptic
ión. Para est
áptico.
uales deben
intercambio
n, también p
rotocolo de
tocol) por su
ras que util
les sobre re
CP/IP fue de
os Unidos, eje
e fiabilidad
ores, sin pérd
ocido como h
otocolo para
rie de conex
es. Las carac
onexión para
ar el flujo de
rcuitos virtu
sar la conexió
co mediante
te tipo de ap
estar regul
o de informa
permiten la c
Control de T
us siglas en in
izan diferen
edes de área
esarrollado y
ecutándolo e
a la comuni
didas y con s
host de cualq
manejar co
iones punto
cterísticas de
a intercambia
e paquetes y
uales, cada
ón.
e un punto o
plicaciones se
adas por un
ación entre 2
corrección de
Transmisión /
nglés.
tes sistemas
a local o LAN
demostrado
en ARPANET
cación, pues
seguridad.
quiera de los
onexiones de
a punto, po
el TCP son:
ar datos. Los
y adaptarse a
uno en una
o
e
n
2
e
/
s
N
o
T,
s
s
e
r
s
a
a
43
• Erro
cor
• Ack
ack
not
que
• Flow
ráp
aler
• Serv
paq
Los servicio
archivos, se
cuales la en
Telecon
or Checking
ruptos.
knowledgem
nowledgeme
tificados, el t
e el receptor
w Control: S
ido, el rece
rtan para baj
vicio de recu
quete no es n
os confiables
ervicios de b
ntrega de cad
ntrol Hápti
: Una técni
ents: Sobre
ent al trans
transmisor p
no está más
Si el transmi
ptor descart
jar la tasa de
uperación de
notificado co
s de entrega
ases de dato
da paquete d
co de Brazo
ca de check
recibo de un
smisor indic
puede reenvi
s en la conex
isor está des
ta paquetes
e transferenc
e Paquetes: e
omo recibido
a de datos s
os, proceso d
debe ser gara
o Robot
ksum es us
no o más pa
cando que
iar los paque
xión.
sbordando e
s. Los recon
cia o dejar de
el receptor p
o, el transmis
son críticos
de transaccio
antizado.
ada para ve
quetes, el re
recibió los
etes o termi
el buffer del
ocimientos
e transmitir.
puede pedir
sor envía de
para aplicac
ones y otras
erificar que
eceptor regre
paquetes. S
nar la conex
l receptor p
fallidos que
la retransmi
nuevo el paq
ciones tales
s aplicacione
los paquet
esa un recon
Si los paque
xión si el tra
or transmiti
e llegan al t
sión de un p
quete.
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