Efficient Solutions in Path Planning for Autonomous Mobile Robots
Alejandro Hidalgo Paniagua · 2018
Los robots, maquinas que desempenan un abanico de tareas de lo mas variopinto. Desde realizar tareas muy especificas en cadenas de montaje o ensamblado de componentes, hasta desempenar la mayoria de labores cotidianas que los seres humanos tenemos que afrontar cada dia. Como se puede intuir, para esto se necesitan no solo maquinas, sino maquinas dotadas de cierta inteligencia, que surge de la necesidad de que las maquinas abandonen su estatismo y monotonia para comenzar a enfrentarse a un mundo dinamico y ambiguo: nuestro mundo. El principal desencadenante que ha llevado al ser humano a dotar de inteligencia y movilidad a las maquinas es su afan de dominar y, al mismo tiempo, liberarse de un entorno cada vez mas estresante. La robotica es, quiza, la revolucion tecnologica mas importante del siglo XX. Pero tambien es indudable de que esta revolucion no ha hecho mas que empezar, y asi lo confirman los avances que se producen cada dia gracias a la investigacion cientifica. Estos avances son los que nos permiten pensar en maquinas cada vez mas complejas, cada vez mas inteligentes y cada vez mas versatiles. Hay dos aspectos irrefutables que marcan la versatilidad de una maquina: su inteligencia y su movilidad. Aunque ambos conceptos no son excluyentes, si estan estrechamente relacionados cuando hablamos de robotica. No tiene mucho sentido estudiar profundamente la parte inteligente subestimando la parte movil y viceversa. Hablando de robotica y movilidad surge el problema de como y por donde debe moverse un robot para alcanzar un determinado objetivo sin comprometer su integridad fisica. Como el significado de moverse puede ser muy amplio, aqui hablaremos de desplazamiento, en el sentido literal de viajar. Y cuando viajamos a algun lugar siempre nos preguntamos lo siguiente: ?Por donde vamos? y ?Cual es el la mejor alternativa?. Esta problematica, en robotica, se conoce como el problema del Path Planning. Hay que tener en cuenta que cuando viajamos existe un factor que puede llegar a ser mas importante que por donde vamos o que alternativa es la mejor. Este factor es el tiempo. Siempre que viajamos queremos hacerlo lo mas rapido posible. Esta condicion puede ser mas o menos estricta, pero en algunos entornos se convierte en una condicion poco flexible. Es decir, el hecho de viajar esta fuertemente condicionado por restricciones temporales. En esta tesis doctoral se aborda, de manera innovadora y altamente paralela, el problema del Path Planing sobre mapas reales extensos en un contexto de tiempo real. Este grado de paralelismo se consigue gracias al uso intensivo de las populares GPU (Unidad Grafica de Procesamiento) y de los bien conocidos chips multi-core. Pero aqui no solo se aborda el problema del Path Planning desde un punto de vista altamente paralelo sino que, de manera transversal, tambien se aborda desde un punto de vista inteligente aplicando metaheuristicas.