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Resolved, 2023/2024, 2n quadrimestre

Resolved, 2023/2024, 1r quadrimestre

Resolved, 2023/2024, 1r quadrimestre

Resolved, 2023/2024, 1r quadrimestre

Dada una plataforma híbrida silla-ortesis que permita gestionar movilidad, postura y actuación, es necesario controlar numerosos grados de libertad. Para que la plataforma sea funcional, es necesario asegurar que el comportamiento cinemático y dinámico de dichos grados de libertad haga posible realizar tareas habituales. El presente artículo estudia mediante simulación un caso de uso correspondiente a la realización de una tarea (preparar una taza de té) en un entorno doméstico (cocina) por parte de una persona usuaria de una plataforma silla-ortesis con arquitectura POSMOFYA. Dicho caso de uso comienza con un modelado en un entorno virtual 3D, del cual se extrae la evolución de la cinemática de la plataforma híbrida y su contexto. A continuación, se realiza un estudio dinámico inverso para obtener los valores necesarios de fuerzas y pares de los actuadores. La resolución del caso de estudio permite validar el funcionamiento de la arquitectura propuesta y también dimensionar la motorización necesaria para la plataforma ortesis-silla., Postprint (published version)

Resolved, 2022/2023, 1r quadrimestre

Aquest projecte se centra en el disseny, construcció i programació d'un exoesquelet específicament dissenyat per a ser acoblat a una cadira de rodes elèctrica mòbil, amb el propòsit de millorar la mobilitat de persones amb limitacions en les seves extremitats superiors. L'exoesquelet se centra a substituir les funcions de l'espatlla i el colze, i per a aconseguir-lo, s'han incorporat dos actuadors especialitzats i diversos components estructurals. Durant el procés de desenvolupament, es va dur a terme una exhaustiva revisió d'exoesquelets que han sorgit al llarg de la història, la qual cosa ha permès identificar solucions actuals en el camp d'exoesquelets orientats a tasques similars a les abordades en aquest projecte. La fase de disseny va incloure la creació d'un model tridimensional (3D) del prototip. Per a garantir l'eficàcia de l'exoesquelet, es va fer una anàlisi teòrica detallada, que va precedir a simulacions minucioses de l'exoesquelet en funcionament utilitzant eines com Coppelia Sim i Matlab. La construcció del prototip es va dur a terme, i es van programar els servomotors de les articulacions en un entorn Linux usant el llenguatge Python, mitjançant les eines ofertes per MAB Robotics. El control d'aquest exoesquelet es du a terme de manera intuïtiva a través d'un joystick. A més, s'implementa una placa d'Arduino per a la connexió de finals de carrera, reafirmant la seguretat de l'usuari durant el seu ús. És important destacar que aquest projecte forma part d'una iniciativa més àmplia en la qual participen diversos estudiants i professors de la universitat. Aquesta iniciativa abasta totes les àrees relacionades amb la mobilitat de les persones en cadires de rodes elèctriques, en particular, la Permobil C300., Este proyecto se centra en el diseño, construcción y programación de un exoesqueleto específicamente diseñado para ser acoplado a una silla de ruedas eléctrica móvil, con el propósito de mejorar la movilidad de personas con limitaciones en sus extremidades superiores. El exoesqueleto se centra a sustituir las funciones del hombro y el codo, y para conseguirlo, se han incorporado dos actuadores especializados y varios componentes estructurales. Durante el proceso de desarrollo, se llevó a cabo una exhaustiva revisión de exoesqueletos que han surgido a lo largo de la historia, lo cual ha permitido identificar soluciones actuales en el campo de exoesqueletos orientados a tareas similares a las abordadas en este proyecto. La fase de diseño incluyó la creación de un modelo tridimensional (3D) del prototipo. Para garantizar la eficacia del exoesqueleto, se hizo un análisis teórico detallado, que precedió a simulaciones minuciosas del exoesqueleto en funcionamiento utilizando herramientas como Coppelia Sim y Matlab. La construcción del prototipo se llevó a cabo, y se programaron los servomotores de las articulaciones en un entorno Linux usando el lenguaje Python, mediante las herramientas ofrecidas por MAB Robotics. El control de este exoesqueleto se lleva a cabo de manera intuitiva a través de un joystick. Además, se implementa una placa de Arduino para la conexión de finales de carrera, reafirmando la seguridad del usuario durante su uso. Es importante destacar que este proyecto forma parte de una iniciativa más amplia en la cual participan varios estudiantes y profesores de la universidad. Esta iniciativa alcanza todas las áreas relacionadas con la movilidad de las personas en sillas de ruedas eléctricas, en particular, la Permobil C300., This project focuses on the design, construction, and programming of an exoskeleton specifically designed to be attached to a mobile electric wheelchair, with the purpose of enhancing the mobility of individuals with limitations in their upper limbs. The exoskeleton is aimed at replacing the functions of the shoulder and elbow and, to achieve this, two specialized actuators and various structural components have been incorporated. During the development process, a comprehensive review of exoskeletons that have emerged throughout history was conducted, which allowed for the identification of current solutions in the field of exoskeletons geared towards tasks similar to those addressed in this project. The design phase involved creating a three-dimensional (3D) model of the prototype. To ensure the effectiveness of the exoskeleton, a detailed theoretical analysis was performed, which preceded thorough simulations of the exoskeleton in operation using tools such as Coppelia Sim and Matlab. The construction of the prototype was carried out, and the joint servomotors were programmed in a Linux environment using the Python language through the tools provided by MAB Robotics. Control of this exoskeleton is carried out intuitively via a joystick. Furthermore, an Arduino board is implemented to connect limit switches, ensuring the user's safety during operation. It is important to note that this project is part of a broader initiative involving various students and university professors. This initiative encompasses all areas related to mobility for individuals in electric wheelchairs, particularly the Permobil C300.

Resolved, 2022/2023, 2n quadrimestre

Existen diferentes enfoques para incorporar funcionalidades a sillas de ruedas, convirtiéndolas en plataformas no solo para proporcionar movilidad sino también postura y actuación. Sin embargo, a medida que se añaden grados de libertad, existe una mayor necesidad de proporcionar medios para un control continuo de tales movimientos. En este contexto, el objetivo de este trabajo es conseguir mandos a medida (pulseras, bandas, pulsadores, joysticks) adaptados a la diversidad funcional de las personas usuarias, que puedan integrarse en el control con otros elementos (por ejemplo, sistemas de comando basados en sistemas de visión por ordenador). El presente artículo se centra en el diseño iterativo y la materialización de un joystick multi-material para ser obtenido mediante impresión 3D de extrusión de material capaz de controlar varios grados de libertad. El concepto general es una unidad sensora basada en un cambio de su capacidad cuando está sujeta a esfuerzos de torsión, y que puede ser adaptada en función de las necesidades de uso. Los resultados preliminares revelan un cambio suficiente en los valores medidos de respuesta e indican una viabilidad incipiente para usar la señal no solo como binaria (por ejemplo, para ordenar un giro/no giro de una silla de ruedas), sino también como una señal analógica continua o al menos como una señal discreta con múltiples umbrales., Peer Reviewed, Postprint (published version)

[Resumen] Dada una plataforma híbrida silla-ortesis que permita gestionar movilidad, postura y actuación, es necesario controlar numerosos grados de libertad. Para que la plataforma sea funcional, es necesario asegurar que el comportamiento cinemático y dinámico de dichos grados de libertad haga posible realizar tareas habituales. El presente artículo estudia mediante simulación un caso de uso correspondiente a la realización de una tarea (preparar una taza de té) en un entorno doméstico (cocina) por parte de una persona usuaria de una plataforma silla-ortesis con arquitectura POSMOFYA. Dicho caso de uso comienza con un modelado en un entorno virtual 3D, del cual se extrae la evolución de la cinemática de la plataforma híbrida y su contexto. A continuación, se realiza un estudio dinámico inverso para obtener los valores necesarios de fuerzas y pares de los actuadores. La resolución del caso de estudio permite validar el funcionamiento de la arquitectura propuesta y también dimensionar la motorización necesaria para la plataforma ortesis-silla., [Abstract] Given a hybrid orthosis-chair platform that allows managing mobility, posture, and actuation, it is necessary to control a large number of degrees of freedom. For the platform to be functional, it is necessary to ensure that the kinematic and dynamic behavior of these degrees of freedom makes it possible to perform common tasks. This article studies by simulation a case study consisting of performing a task (preparing a cup of tea) in a domestic environment (kitchen) by a user of an orthosis-chair platform with POSMOFYA architecture. This use case begins with a 3D virtual environment modeling, from which the evolution of the kinematics of the hybrid platform and its context are extracted. Then, a reverse dynamic study is performed to obtain the necessary values of forces and torques of the actuators. The resolution of the case study allows to validate the operation of the proposed architecture and to dimension the necessary motorization for the orthosis-chair platform.

Resolved, 2022/2023, 2n quadrimestre

Dada una plataforma híbrida silla-ortesis que permita gestionar movilidad, postura y actuación, es necesario controlar numerosos grados de libertad. Para que la plataforma sea funcional, es necesario asegurar que el comportamiento cinemático y dinámico de dichos grados de libertad haga posible realizar tareas habituales. El presente artículo estudia mediante simulación un caso de uso correspondiente a la realización de una tarea (preparar una taza de té) en un entorno doméstico (cocina) por parte de una persona usuaria de una plataforma silla-ortesis con arquitectura POSMOFYA. Dicho caso de uso comienza con un modelado en un entorno virtual 3D, del cual se extrae la evolución de la cinemática de la plataforma híbrida y su contexto. A continuación, se realiza un estudio dinámico inverso para obtener los valores necesarios de fuerzas y pares de los actuadores. La resolución del caso de estudio permite validar el funcionamiento de la arquitectura propuesta y también dimensionar la motorización necesaria para la plataforma ortesis-silla., Investigación parcialmente financiada por el proyecto PID2020-116091RB-I00 "Orthosis-Chair Hybrid Platform to make compatible Mobility, Functionality and Acceptability for application in domestic environments" (POSMOFYA) del Ministerio de Ciencia e Innovación. El autor Joaquim Minguella-Canela es profesor Lector Serra Húnter., Peer Reviewed, Postprint (published version)

Actualment, l'automatització de tasques és un repte per a la humanitat, ja que, gràcies a aquesta la qualitat de vida de les persones millora, en no haver de preocupar-se de fer accions quotidianes que es realitzaven en el passat. L'eliminació del conductor en un automòbil és un exemple d'automatització a gran escala perquè s'ha d'ajuntar una gran varietat de disciplines diferents com la computació, electrònica, física, etc. Aquest treball de Fi de Grau pretén fer una petita aplicació de conducció autònoma, mitjançant un entorn de simulació anomenat Webots amb l'ajuda del metasistema operatiu ROS2 i mitjançant un sistema embegut. S'han utilitzat diferents mètodes per analitzar l'entorn que envolta el vehicle i poder actuar en conseqüència, com ara la detecció i el reconeixement d'objectes o el seguiment de les línies de la carretera. L'objectiu principal era executar l'aplicació en un sistema embegut i s'ha triat la placa de Nvida anomenada Jetson Nano 2GB per a aquesta tasca. Per tant, el portàtil s'ha fet servir per a l'execució del programa de simulació i el miniordinador per rebre informació sobre els sensors i enviar les ordres al simulador, perquè el vehicle actuï en conseqüència de les situacions donades. Els resultats obtinguts ens proporcionen una resposta clara sobre lobjectiu principal, un sistema embegut és capaç dexecutar una aplicació de conducció autònoma sobre ROS2. Encara que la utilització de dos dispositius ha derivat en un petit problema en lʻenviament dʻimatges entre dispositius, limitat per la velocitat de xarxa, ja que, una gran deriva negativa en el temps dʻenviament i recollida de les dades podria inutilitzar la aplicació per complet, en tenir molta importància la detecció i el reconeixement d'objectes en aquest projecte., En la actualidad, la automatización de tareas es un reto para la humanidad, ya que, gracias a esta la calidad de vida de las personas mejora, al no tener que preocuparse de realizar acciones cotidianas que se realizaban en el pasado. La eliminación del conductor en un automóvil es un ejemplo de automatización a gran escala al tener que juntar una gran variedad de disciplinas diferentes como la computación, electrónica, física, etc. Este trabajo de Fin de Grado pretende realizar una pequeña aplicación de conducción autónoma, mediante un entorno de simulación llamado Webots con la ayuda del meta-sistema operativo ROS2 y mediante un sistema embebido. Se han utilizado diferentes métodos para analizar el entorno que rodea al vehículo y poder actuar en consecuencia, como la detección y reconocimiento de objetos o el seguimiento de las líneas de la carretera. El objetivo principal era ejecutar la aplicación en un sistema embebido y se ha escogido la placa de Nvida llamada Jetson Nano 2GB para esta tarea. Por tanto, el portátil se ha usado para la ejecución del programa de simulación y el miniordenador para recibir información sobre los sensores y enviar las órdenes al simulador, para que el vehículo actúe en consecuencia de las situaciones dadas. Los resultados obtenidos nos proporcionan una respuesta clara sobre el objetivo principal, un sistema embebido es capaz de ejecutar una aplicación de conducción autónoma sobre ROS2. Aunque la utilización de dos dispositivos ha derivado en un pequeño problema en el envío de imágenes entre dispositivos, limitado por la velocidad de red, ya que, una gran deriva negativa en el tiempo de envío y recogida de los datos podría inutilizar la aplicación por completo, al tener mucha importancia la detección y reconocimiento de objetos en este proyecto., Nowadays, the automation of tasks is a challenge for the humanity, since it improves the quality of people’s lives by not having to worry about performing daily actions that were performed in the past. The elimination of the driver in an automobile is an example of large-scale automation, by bringing together a variety of different disciplines such as computing, electronics, physics, etc. This final Degree Project aims to realize a small application of autonomous driving by means of a simulation environment called Webots with the help of the ROS2 meta-operating system and through an embedded system. Different methods have been used to analyze the environment surrounding the vehicle and to be able to act accordingly, such as object detection and recognition or road line tracking. The main goal was to run the application on an embedded system and the Nvidia board called Jetson Nano 2GB has been chosen for this task. Therefore, the laptop has been used to run the simulation program and the minicomputer to receive the information from the sensors and send the commands to the simulator, so that the vehicle could acts accordingly to the given situations. The results obtained provide us a clear answer to the main objective, an embedded system is capable of running an autonomous driving application on ROS2. Although, using two devices has created a small problem derived from sending of images between devices limited by the network speed, because a large negative drift in the time of sending and collecting data, could render the application completely unusable, as the detection and recognition of objects is very important in this project.

La evolución de la tecnología ha hecho que los robots sean cada vez más complejos, incorporando elementos como cámaras o sensores para el movimiento. El objetivo de este proyecto es diseñar, montar y hacer funcionar una pinza de tres dedos articulados desde cero, de manera que se puedan abrir y cerrar los dedos para poder coger y dejar objetos, y con un acople a un robot poder tener el movimiento del brazo entero para poder llevar la pinza a distintas posiciones. Se diseñarán las distintas piezas que forman la pinza mediante el programa Fusion 360, y posteriormente se imprimirán con una impresora 3D. Una vez hecha la impresión, se continúa con el montaje, que se ha realizado en casa con herramientas comunes, uniendo todas las partes con tornillos, barras de métrica y tuercas, y se sigue con la conexión e implantación de una cámara en lo que sería la palma de la pinza de manera que se quede quieta en una posición para poder observar las piezas que se van a coger y diferenciar tres tipos de formas: circular, triangular y cuadrada. Con el accionamiento de unos motores se consigue el movimiento de los diferentes dedos, transmitiendo el movimiento del motor mediante un tornillo sinfín que se acopla con un engranaje que forma parte de los dedos y hace que se muevan. Y con unos sensores de presión se obtiene la presión que ejercen los dedos sobre las piezas y así saber hasta cuándo cerrar los dedos para que sea suficiente para que no se caigan las piezas. De esta manera, para el funcionamiento general se quiere conseguir lo siguiente: poner el robot en la posición inicial configurada, con la cámara visualizar la pieza y encontrar el centro de ésta y las coordenadas respecto del origen del patrón, se le pasan dichas coordenadas transformadas a coordenadas del robot (relacionando el origen de éste y el origen del patrón) para que mueva la pinza hasta esa posición. Una vez la pinza encima de la pieza se baja la pinza, se cierran los dedos para cogerla, se sube la pinza, se mu, The evolution of technology has made robots increasingly complex incorporating elements such as cameras or sensors for movement. The objective of this project is to design, assemble and operate a gripper with three articulated fingers from scratch, so that the fingers can be opened and closed to be able to pick up and leave objects, and with a coupling to a robot to be able to have the movement of the entire arm to be able to move the gripper to different positions. The different pieces that make up the gripper will be designed using the Fusion 360 program, and later they will be printed with a 3D printer. Once the impression is made, the assembly continues, which has been done at home with common tools, joining all the parts with screws, metric bars and nuts, and continues with the connection and implantation of a camera in what would be the palm of the gripper so that it stays still in a position to be able to observe the pieces that are going to be picked up and differentiate between three types of shapes: circular, triangular and square. With the activation of some motors, the movement of the different fingers is achieved, transmitting the movement of the motor through a worm screw that is coupled with a gear that forms part of the fingers and makes them move. And with some pressure sensors, the pressure exerted by the fingers on the pieces is obtained and thus know how long to close the fingers so that it is enough with the intention that the pieces do not fall. In this way, for the general operation, the following is to be achieved: put the robot in the configured initial position, with the camera visualize the object and find its center and the coordinates with respect to the origin of the pattern, these transformed coordinates are passed to it to robot coordinates (relating its origin and the pattern origin) to move the gripper to that position. Once the gripper is on top of the piece, the gripper is lowered, the fingers are closed to pick it up, the gripper

Resolved

Resolved, 2021/2022, 2n quadrimestre

Resolved, 2022/2023, 1r quadrimestre

Resolved, 2022/2023, 1r quadrimestre

Resolved

Este proyecto se plantea con el fin de buscar una solución a posibles problemas logísticos que se podrían generar en un futuro dado el constante crecimiento que la empresa Eltherm Spain S.L.U., está teniendo. Se plantea la hipótesis de un gran incremento de flujo de material en el almacén de la empresa. El proyecto en cuestión pretende resolver la problemática presentada al incremento de pedidos, mediante una restructuración en el sistema logístico empleado hasta el momento. Para ello, se plantea una solución que involucre máquinas y robots que sean capaces de ejecutar el trabajo de almacenamiento de los materiales complementarios a su producto principal, ya que este es el cable calefactor. De esta manera, materiales como cajas de conexión, bridas, kits de conexión, entre otros, serán manipulados por dicha instalación, agilizando en gran medida, los tiempos de preparación de pedidos. Para conseguir afrontar este objetivo, se diseñará un sistema basado en un robot de dos ejes, horizontal y vertical, que sea capaz de manipular los paquetes entrantes, mediante una cinta transportadora, y pueda dejarlos en el lugar indicado para dicho paquete. Este mismo robot estará destinado a recoger los paquetes de su lugar de almacenamiento y desplazarlos hasta un punto de recogida, donde el operario podrá tener acceso al paquete mediante un tobogán. También, se lleva a cabo un dimensionamiento del sistema y se seleccionará el componente más adecuado para la instalación a la vez que se presenta un presupuesto de dicha instalación. Además, se presentará una versión virtual de la instalación con el fin de incorporar un gemelo virtual, dándole un poyo visual al proceso del que se habla y gestionando la viabilidad del mismo. Finalmente, se concluye que este proyecto se presenta como una firme solución a los posibles problemas de preparación de pedidos, en un futuro donde la empresa Eltherm Spain S.L.U., necesita abastecer una gran cantidad de pedidos y así, no quedarse atrás en compara, This project is proposed in order to find a solution to possible logistical problems that could arise in the future given the constant growth that the company Eltherm Spain S.L.U. is experiencing. The hypothesis of a large increase in the flow of material in the company's warehouse is put forward. The project in question aims to solve the problem of the increase in orders by means of a restructuring of the logistics system used up to now. To this end, a solution is sought that involves machines and robots that are capable of carrying out the work of storing materials that are complementary to its main product, which is heating cable. In this way, materials such as junction boxes, flanges, connection kits, among others, will be handled by this installation, greatly speeding up order preparation times. To achieve this objective, a system will be designed based on a robot with two axes, horizontal and vertical, which is capable of handling the incoming packages by means of a conveyor belt, and can leave them in the place indicated for that package. This same robot will be designed to pick up the packages from their storage place and move them to a pick-up point, where the operator will be able to access the package by means of a slide. A sizing of the system will be done and the most suitable component for the installation will be selected and a quotation for the installation will be presented. In addition, a virtual version of the installation will be presented in order to incorporate a virtual twin, giving visual support to the process being discussed and managing its feasibility. Finally, it is concluded that this project is presented as a firm solution to the possible problems of order preparation, in a future where the company Eltherm Spain S.L.U., needs to supply a large number of orders and thus, not to be left behind with respect to the competition.

Este proyecto se plantea con el fin de buscar una solución a posibles problemas logísticos que se podrían generar en un futuro dado el constante crecimiento que la empresa Eltherm Spain S.L.U., está teniendo. Se plantea la hipótesis de un gran incremento de flujo de material en el almacén de la empresa. El proyecto en cuestión pretende resolver la problemática presentada al incremento de pedidos, mediante una restructuración en el sistema logístico empleado hasta el momento. Para ello, se plantea una solución que involucre máquinas y robots que sean capaces de ejecutar el trabajo de almacenamiento de los materiales complementarios a su producto principal, ya que este es el cable calefactor. De esta manera, materiales como cajas de conexión, bridas, kits de conexión, entre otros, serán manipulados por dicha instalación, agilizando en gran medida, los tiempos de preparación de pedidos. Para conseguir afrontar este objetivo, se diseñará un sistema basado en un robot de dos ejes, horizontal y vertical, que sea capaz de manipular los paquetes entrantes, mediante una cinta transportadora, y pueda dejarlos en el lugar indicado para dicho paquete. Este mismo robot estará destinado a recoger los paquetes de su lugar de almacenamiento y desplazarlos hasta un punto de recogida, donde el operario podrá tener acceso al paquete mediante un tobogán. También, se lleva a cabo un dimensionamiento del sistema y se seleccionará el componente más adecuado para la instalación a la vez que se presenta un presupuesto de dicha instalación. Además, se presentará una versión virtual de la instalación con el fin de incorporar un gemelo virtual, dándole un poyo visual al proceso del que se habla y gestionando la viabilidad del mismo. Finalmente, se concluye que este proyecto se presenta como una firme solución a los posibles problemas de preparación de pedidos, en un futuro donde la empresa Eltherm Spain S.L.U., necesita abastecer una gran cantidad de pedidos y así, no quedarse atrás en compara, This project is proposed in order to find a solution to possible logistical problems that could arise in the future given the constant growth that the company Eltherm Spain S.L.U. is experiencing. The hypothesis of a large increase in the flow of material in the company's warehouse is put forward. The project in question aims to solve the problem of the increase in orders by means of a restructuring of the logistics system used up to now. To this end, a solution is sought that involves machines and robots that are capable of carrying out the work of storing materials that are complementary to its main product, which is heating cable. In this way, materials such as junction boxes, flanges, connection kits, among others, will be handled by this installation, greatly speeding up order preparation times. To achieve this objective, a system will be designed based on a robot with two axes, horizontal and vertical, which is capable of handling the incoming packages by means of a conveyor belt, and can leave them in the place indicated for that package. This same robot will be designed to pick up the packages from their storage place and move them to a pick-up point, where the operator will be able to access the package by means of a slide. A sizing of the system will be done and the most suitable component for the installation will be selected and a quotation for the installation will be presented. In addition, a virtual version of the installation will be presented in order to incorporate a virtual twin, giving visual support to the process being discussed and managing its feasibility. Finally, it is concluded that this project is presented as a firm solution to the possible problems of order preparation, in a future where the company Eltherm Spain S.L.U., needs to supply a large number of orders and thus, not to be left behind with respect to the competition.

El gran crecimiento que está suponiendo el campo de la inteligencia artificial, a través de su rama más conocida, el machine learning o aprendizaje automático, está permitiendo el surgimiento de nuevas técnicas de reconocimiento de objetos o patrones en imágenes hasta ahora imposibles de lograr con técnicas tradicionales de visión por computador. Con este enfoque, se ha diseñado e implementado una interfaz de control mediante el reconocimiento de gestos faciales, basada en la nueva disciplina, surgida a partir de los algoritmos de redes neuronales artificiales estudiados en el aprendizaje automático, llamada deep learning o aprendizaje profundo. La solución propuesta se ha dividido en diferentes tareas, todas ellas conectadas entre sí secuencialmente, en los que cada bloque aporta la información requerida para el funcionamiento del siguiente bloque. Estas tareas son la detección de caras, la detección de puntos clave en la cara, la detección de las pupilas, el tracking del movimiento de los puntos clave y las pupilas y la representación de los valores estimados de dichos movimientos. En las diferentes tareas propuestas, se ha investigado el estado del arte del problema en cuestión y se han diseñado y entrenado diferentes modelos de redes neuronales convolucionales para su resolución, un algoritmo de deep learning especialmente creado para trabajar con imágenes. Todos los algoritmos y recursos usados son de código libre y se ha prestado especial atención al uso soluciones que puedan trabajar en tiempo real en plataformas embebidas. Finalmente, se ha logrado una interfaz de control con una gran precisión en la detección de los puntos clave, logrando una buena estimación de los movimientos en tiempo real y con una buena adaptabilidad a las condiciones lumínicas del entorno. Estos movimientos se han mapeado en señales discretas y continuas que pueden usarse como señales de control para diferentes dispositivos electrónicos. Esto supone una solución al control de disposit, The great growth that the field of artificial intelligence is assuming, through its best known branch, machine learning, is allowing the emergence of new techniques for the recognition of objects or patterns in images that were previously impossible to achieve with computer visión techniques. With this approach, a control interface has been designed and implemented through facial gesture recognition, based on the new discipline that emerged from artificial neural network algorithms studied in machine learning, called deep learning. The proposed solution has been divided into different tasks, all of them connected to each other sequentially, in which each block provides the information required for the operation of the next block. These tasks are face detection, facial landmarks detection, pupil detection, tracking the movement of the landmarks and pupils, and representing the estimated values of such movements. In the different proposed tasks, the state of the art of the problem in question has been investigated and different models of convolutional neural networks have been designed and trained for their resolution, a deep learning algorithm specially created to work with images. All the algorithms and resources used are open source and special attention has been paid to using solutions that can work in real time on embedded platforms. Finally, a control interface has been achieved with great precision in the detection of landmarks, achieving a good estimate of movements in real time and with good adaptability to the surrounding light conditions. These movements have been mapped into discrete and continuous signals that can use as control signals for different electronic devices. This is a solution to the remote control of devices or to the use of these by people with some restriction of movement, being a generic solution applicable to different areas and that depends only on a single sensor, a video camera.

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L'arribada de la quarta revolució industrial, la Indústria 4.0, ja és una realitat. Cada vegada les empreses estan més sotmeses a canvis i innovacions i les que no s'aconsegueixin adaptar correran el risc de perdre quota de mercat. L'actual treball es focalitza precisament en tres branques de la Indústria 4.0: la robòtica col·laborativa, la intel·ligència artificial i les comunicacions industrials. En aquest projecte es dissenya i desenvolupa un assistent virtual integrat en una aplicació d'ordinador per a l'empresa de robòtica Kuka. L'objectiu principal és controlar per veu el robot col·laboratiu LBR iiwa, afegint a més funcionalitats addicionals com la recerca d'informació per Internet. Inicialment es fa una introducció a tots els aspectes d'interès previs a l'elaboració de l'assistent, on es veu què és la robòtica col·laborativa, com es processa el senyal de veu i com es realitza la comunicació entre l'assistent i el robot. A continuació, s'expliquen les decisions que s'han pres i com s'ha desenvolupat el projecte. D'una banda, l'assistent es programa amb Python, i s'utilitzen llibreries per al reconeixement i la reproducció de la veu. D'altra banda, el robot es programa en Java utilitzant el software Kuka Sunrise Workbench. La comunicació entre tots dos es realitza mitjançant el protocol UDP per la seva alta velocitat. El resultat de el projecte ha estat la creació de Kubot, un assistent virtual integrat en una aplicació amb la capacitat de controlar el robot LBR iiwa i de llegir informació de pàgines web. Entre les seves funcionalitats destaca el mode programació, que permet simular la programació del robot mitjançant ordres de veu. Estic molt content amb els resultats obtinguts i considero que donen a conèixer que la implementació d'un assistent virtual per al control de robots representa una opció molt vàlida i amb molta perspectiva de futur., La llegada de la cuarta revolución industrial, la Industria 4.0, ya es una realidad. Cada vez las empresas están más sometidas a cambios e innovaciones y las que no se consigan adaptar correrán el riesgo de perder cuota de mercado. El actual trabajo se focaliza precisamente en tres ramas de la Industria 4.0: la robótica colaborativa, la inteligencia artificial y las comunicaciones industriales. En este proyecto se diseña y desarrolla un asistente virtual integrado en una aplicación de ordenador para la empresa de robótica Kuka. El objetivo principal es controlar por voz el robot colaborativo LBR iiwa, añadiendo además funcionalidades adicionales como la búsqueda de información por Internet. Inicialmente se hace una introducción a todos los aspectos de interés previos a la elaboración del asistente, donde se ve qué es la robótica colaborativa, cómo se procesa la señal de voz y cómo se realiza la comunicación entre el asistente y el robot. A continuación, se explican las decisiones que se han tomado y cómo se ha desarrollado el proyecto. Por un lado, el asistente es programado en Python, y se usan librerías para el reconocimiento y la reproducción de la voz. Por otro lado, el robot se programa en Java utilizando el software Kuka Sunrise Workbench. La comunicación entre ambos se realiza mediante el protocolo UDP por su alta velocidad. El resultado del proyecto ha sido la creación de KuBot, un asistente virtual integrado en una aplicación con la capacidad de controlar el robot LBR iiwa y de leer información de páginas web. Entre sus funcionalidades destaca el modo programación, que permite simular la programación del robot mediante comandos de voz. Los resultados obtenidos son totalmente de mi agrado y considero que dan a conocer que la implementación de un asistente virtual para el control de robots representa una opción muy válida y con mucha perspectiva de futuro., The arrival of the fourth industrial revolution, Industry 4.0, is already a reality. Companies are increasingly subject to changes and innovations and those that fail to adapt will run the risk of losing market share. The current project focuses precisely on three branches of Industry 4.0: collaborative robotics, artificial intelligence and industrial communications. This project consists in the design and development of a virtual assistant, integrated into a computer application for the robotics company Kuka. The main objective is to control the LBR iiwa robot using the voice, and adding additional functionalities such as searching for information over the Internet. The project starts with an introduction of different aspects of interest, such as what the collaborative robotics is, how the voice signal is processed and how does the communication between the assistant and the robot works. After, it is explained the decisions that have been made and how the project has been developed. On the one hand, the assistant is programmed in Python, with the use of different libraries that implement the voice recognition and reproduction. On the other hand, the robot is programmed in Java, using the Kuka Sunrise Workbench software. Communication between them is done through the UDP protocol, due to its high speed. The result of the project has been the creation of KuBot, a virtual assistant integrated into an application with the ability to control the LBR iiwa robot, and to read information from web pages. Among its functionalities, the programming mode stands out, which allows to simulate the programming of a robot using voice commands. Finally, I am very happy with the results obtained, and I consider that they show that the implementation of a virtual assistant to control a robot represents a very valid option with a big future.

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En aquest projecte s’ha desenvolupat una aplicació d’impressió 3D mitjançant un braç robòtic. Es tracta d’una aplicació totalment automatitzada i preparada per imprimir. A partir de la realització d’aquest projecte, es reflecteix com la fabricació additiva mitjançant la disposició de material fent ús d’un braç robòtic, és un procés de fabricació amb gran potencial d’implementació en gran quantitat de processos de fabricació actuals i representa una opció molt vàlida i amb perspectiva de futur. Aquest projecte s’ha iniciat amb una recerca e introducció a la fabricació additiva, concretament a les tecnologies d’impressió 3D, fent especial menció a la utilitzada en l’aplicació desenvolupada, la impressió 3D per disposició de material fos. Seguidament es realitza una breu introducció als sectors i aplicacions actuals on s’usa de manera experimental la impressió 3D fent ús de braços robòtics. A continuació s’inicia l’explicació de l’aplicació desenvolupada, inicialment detallant el hardware extern al robot necessari per a dur a terme l’extrusió i fusió del filament i seguidament detallant la selecció del robot concret amb el qual s’ha desenvolupat l’aplicació d’impressió. Un cop introduït el hardware necessari, es procedeix a l’explicació de la programació realitzada, tan en el control del hardware d’extrusió i fusió de filament com la realitzada en el robot per tal d’executar els moviments d’impressió i dur a terme el control total de l’aplicació. Seguidament es detalla tot el procés d’instal·lació de l’aplicació, iniciant amb els plànols elèctrics, seguint amb el muntatge del quadre elèctric i finalitzant amb la instal·lació del robot i de tot el hardware extern necessari. Finalment es mostra el procés d’automatització de l’aplicació així com el programa de control general d’aquesta. Processos amb els quals, s’ha pogut arribar a complir l’objectiu inicialment fixat. Desenvolupar una aplicació d’impressió 3D mitjançant un braç robòtic, la qual mostri les possibilitats d, In this project, a 3D printing application through a robotic arm is developed. This is about a completely automatised application ready to print. From the realisation of this project, it is reflected how the additive fabrication through material deposition using a robotic arm, is a process with huge implementation potential in a wide variety of current fabrication processes and represents such a valid option with future perspective. This project has begun with a research to introduce the additive fabrication, in particular the 3D printing technologies, with a special mention to the one used in the developed application, the 3D printing through melted material deposition. Then, a brief introduction to sectors is carried out to considering the current applications where 3D printing is used experimentally through robotic arms. The explanation of the developed application starts detailing the hardware external to the robot, needed to generate the extrusion and the filament fusion, and then detailing the specified robot selection that has been used to develop the printing application. Once the hardware is introduced, there is an explanation to the programme created, both the control of extrusion and filament fusion hardware and the one performed in the robot so as to execute the printing movements and carry out the application control. All the application installation process is detailed then, beginning with the electrical plans, following with the assembly of the electrical panel, and finalising with the robot and external hardware installation. Finally, the application automatization process is shown, as well as its general control program. Following all the commented processes, the initial fixed goal is then achieved. The development of a 3D printing application through a robotic arm, that shows the possibilities of current robotic sector and the additive fabrication technology, specifically the 3D printing with material deposition.

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Examen tipus no presencial., Resolved

A brief reflection of the ergonomic aspects to consider when interacting with robots, citing physical, social and emotional aspects., Peer Reviewed, Postprint (published version)

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La diversidad de disciplinas que engloba la robótica en el ámbito universitario conlleva un esfuerzo particular para profesores y alumnos. Esto puede provocar deficiencias en la adquisición de los fundamentos y una desvinculación entre parte teórica y práctica. Se busca la implicación del alumno en el desarrollo de una aplicación práctica donde los fundamentos sean una herramienta necesaria. En este trabajo se introduce la metodología basada en retos asociada a la Robotica universitaria, analizando el impacto sobre los resultados, así como la aceptación y la percepción recibida por los estudiantes. Los resultados del estudio nos muestra una mejora en la implicación profunda del alumnado, tanto en los conceptos teóricos, como en su aplicación práctica, así como una mayor motivación para enfocar la asignatura y mantener la asistencia hasta el final., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

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Segon examen parcial i final del curs 2018-2019. Observacions a tenir en compte: "Para los que hacen el examen final contestar a las preguntas que tengan (F), para los que hacen solo el segundo parcial contestar a las preguntas que tengan (P).", Resolved

Examen final del curs 2018-2019., Resolved

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Examen de re-avaluació del curs 2018-2019., Resolved

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Nowadays, teleoperation systems are increasingly used for the training of specific skills to carry out complex tasks in dangerous environments. One of the challenges of these systems is to ensure that the time it takes for users to acquire these skills is as short as possible. For this, the user interface must be intuitive and easy to use. This document describes the design and evaluation of a graphical user interface so that a non-expert user could use a teleoperated system intuitively and without excessive training time. To achieve our goal, we use a user-centered design process model. To evaluate the interface, we use our own methodology and the results allow improving its usability., Peer Reviewed, Postprint (author's final draft)

Segon examen parcial de laboratori del curs 2018-2019. Model 1., Resolved

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On the last years, the industry is making changes on the way of doing things, due to the spawning of new technologies. Those changes are so aggressive, that many people are referring to them as the fourth industrial revolution, or Industry 4.0. One of the main focus of this new revolution is the flexibility of the production, through data acquisition. Technologies like IoT or Bluetooth 5.0 allow the interconnectivity of devices, by knowing the user needs the production can be changed to adjust the market. The most flexible machine on the factories are robots, they can change their process with only changing their program. Their flexibility can be improved further if a collaboration between the machine and the factory worker can be achieved. Robots and techniques are being developed to facilitate or fulfil this need for Human-Robot Collaboration. This Project consists of the development of a collaborative conveyor solution using a collaborative robot. The presented solution was implemented on a LBR IIWA. Being this type of robot relatively new to the industry, at the moment of the making of this report, still there is no standard solution for LBR IIWA for conveyor tracking applications. The use of conveyors and robots operating on them, while in motion, is a common application of material handling used on factories with high throughput. This application is done by fast robots such a delta robot that preform applications known as “pick and place”, which are summarized into picking from a moving belt and placing into a container or another moving belt. The main characteristic of this robot, and some others collaborative robots, is the additional sensors allocated in each of its axis, which allows them to gather information of the physical world. Therefore, with the appropriate safety systems and programming, allow them to work simultaneously with a human operator at the same space and time, or to perform complex task of assembly, that rely on the human sense of touch.

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[CATALÀ] L’objectiu d’aquest treball és el disseny i aplicació d’un dispositiu d’anticol·lisió que s’incorpora a un robot industrial. La funció d’aquest dispositiu és, mitjançant un sistema amortidor i uns sensors que funcionen per tecnologia de contacte, impedir que la persona es faci mal quan rebi un cop del robot mentre treballi i després de rebre aquest cop, actuar envers aquest. Es fa un estudi previ on s’introdueix el món de la robòtica col·laborativa i un estudi de la diferent tecnologia de contacte que es troba avui en dia. Pel sistema amortidor, s’expliquen les diferents estratègies de seguretat actuals i s’escull un material el qual actua com a sensor suau. Es dissenya i, mitjançant una impressora 3D, es crea el model. D’altre banda, s’expliquen els moviments que ha de fer el robot amb el dispositiu i per mitjà d’un simulador de robòtica es crea una simulació on es visualitzen els moviments que du a terme el robot en cas de col·lisió. Partint dels moviments fets a la simulació, es programa el braç robòtic amb el dispositiu incorporat. Pel correcte funcionament del dispositiu, es realitza un manual d’usuari on s’expliquen les funcionalitats d’aquests. Es disposa a fer un pressupost en funció dels elements que s’han de fabricar i els normalitzats. Per acabar, s’estableix la normativa i el tracte medi ambiental que ha de rebre el dispositiu al llarg de la seva vida útil. A l’hora de provar el dispositiu, s’han obtingut els resultats esperats, ja que respon bé en cada moment i a més fa que el robot canviï de trajectòria en els diferents casos de col·lisió. En conclusió, malgrat els recursos limitats, s’han assolit tots i cadascun dels objectius que han pogut fer que s’estableixi l’objectiu final., [ANGLÈS] The objective of this work is the design and application of an anti – collision device that is incorporated into an industrial robot. The function of this device is, by means of a buffer system and sensors that work by contact technology, to prevent the person from getting damaged when he receives a robot kick while working and after receiving this blow, act towards it. A previous study is done where the world of collaborative robotics is introduced and a study of the different contact technology that is nowadays. For the shock absorber system, the different current strategies are explained and a material is chosen which acts as a soft sensor. It is designed and, using a 3D printer, the model is created. On the other hand, the movements that the robot must do with the device are explained and through a robot simulator a simulacrum is created where the movements carried out by the robot are displayed in case of collision. Based on the movements made to the simulation, the robotic arm is programmed with the device. For the correct operation of the device, a user manual is performed explaining the features of these devices It is arranged to make a budget based on the elements that must be manufactured and the normalized ones. Finally, it’s established the regulations and the environmental treatment that the device must receive throughout its useful life. At the time of testing the device, the expected results have been obtained, since it responds well in each moment and also causes the robot to change its path in the different cases of collision. In conclusion, despite the limited resources, each and every one of the objectives that have been able to achieve the final goal has been achieved.