Modelado de sistemas robóticos basado en servicios e inspirado en el funcionamiento y organización del sistema neurorregulador en los humanos

Resumen

En este trabajo se presenta un modelo de integración y gestión de los elementos funcionales que componen un sistema robótico general. La propuesta de solución se basa en el estudio del sistema neurorregulador humano para sintetizar un modelo basado en centros neurorreguladores, la propuesta de una arquitectura orientada a servicios haciendo uso del paradigma SOA y metodologías de sistemas distribuidos exitosos en otros ámbitos, y la instanciación e implementación del sistema concretado con tecnologías de Servicios Web y dispositivos embebidos. Mediante la propuesta se proporciona solución a problemas tradicionales de la robótica como: el acoplamiento entre hardware y la lógica de negocio, la necesidad de rapidez para el desarrollo de sistemas robóticos y la gran complejidad para la incorporación de nuevo conocimiento y nuevas tecnologías en los sistemas robóticos existentes. Algunos de los aspectos más destacables del modelo proporcionado se pueden resumir en: - Contemplar todos los elementos del sistema robótico de forma homogénea desde el punto de vista de su aportación funcional al sistema en forma de entidades funcionales. - Gestión de las entidades funcionales siguiendo los principios organizacionales y funcionales del sistema neurorregulador humano. - Integración de las entidades funcionales mediante enfoques TI novedosos que permiten trasladar las características de los sistemas distribuidos modernos al mundo de la robótica. La aplicación de este modelo no se ha dirigido a un tipo concreto de sistema robótico, por lo que cabe su aplicación en diferentes instanciaciones, contemplando desde los aspectos básicos de más bajo nivel hasta los aspectos sociales de coordinación y comunicación entre sistemas. Los principales resultados de la investigación son: la estructuración del sistema nervioso en sus competencias básicas, un modelo de integración y gestión de los elementos funcionales del sistema robótico basado en el funcionamiento y organización del sistema neurorregulador humano y la propuesta de una arquitectura conceptual y tecnológica que haga viable su implementación e implantación. Para validar la propuesta se han desarrollado diversos experimentos, tanto en simuladores como en sistemas robóticos reales. Todos los experimentos han sido desarrollados en entornos abiertos y dinámicos de forma que los resultados no fuesen dependientes de la especial adaptación de los escenarios. Los experimentos han consistido en la implementación de comportamientos básicos desarrollados por sistemas robóticos cuya complejidad ha sido incrementada paulatinamente con el objetivo de verificar la validez de la propuesta, en concreto, que es posible incorporar tanto conocimiento nuevo como componentes al sistema robótico sin tener que rediseñarlo ni modificar los elementos ya existentes que no ven afectado su funcionamiento. Los resultados obtenidos avalan ampliamente la validez de la propuesta realizada ya que muestran que los sistemas obtenidos son capaces de desplegar los comportamientos para los que fueron diseñados originalmente pero que además es posible su rápida adaptación, modificación, actualización, automatización y absorción de nuevas tecnologías y nuevo conocimiento.