Simulación e implementación del robot cuadrúpedo Spot

Abstract

[ES] El trabajo aborda el desarrollo de un modelo de la simulación del robot cuadrúpedo Spot de Boston Dynamics y la implementación de una versión simplificada del mismo. Empleando la librería de Matlab/Simulink, Simscape Multibody se construirá un modelo de simulación lo más realista posible que permita analizar y comprender la relación entre el movimiento de las articulaciones y el desplazamiento del robot. Se centra en recrear con precisión su comportamiento, incluyendo dos formas de caminar distintas (crawl y trot), así como su capacidad para superar obstáculos como rampas y escalones. El objetivo principal es comprender el modo de actual del robot antes de su implementación física. En la segunda parte del trabajo se llevará a cabo el montaje del robot utilizando un modelo simplificado, dada la complejidad del original, y se validarán experimentalmente las simulaciones previas. Para la implementación se imprimirán las piezas que componen el robot, se emplearán motores tipo servo para las articulaciones y un microcontrolador Arduino se encargará del control del movimiento, operado a distancia desde una aplicación Android.

[CA] El treball aborda el desenvolupament d'un model de la simulació del robot quadrúpede Espot de Boston Dynamics i la implementació d'una versió simplificada d'este. Emprant la llibreria de Matlab/Simulink, Simscape multibodi es construirà un model de simulació el més realista possible que permeta analitzar i comprendre la relació entre el moviment de les articulacions i el desplaçament del robot. Se centra en recrear amb precisió el seu comportament, incloent dos maneres de caminar diferents (crawl i trot), així com la seua capacitat per a superar obstacles com a rampes i escalons. L'objectiu principal és comprendre el mode d'actual del robot abans de la seua implementació física. En la segona part del treball es durà a terme el muntatge del robot utilitzant un model simplificat, donada la complexitat de l'original, i es validaran experimentalment les simulacions prèvies. Per a la implementació s'imprimiran les peces que componen el robot, s'empraran motors tipus servo per a les articulacions i un microcontrolador Arduino s'encarregarà del control del moviment, operat a distància des d'una aplicació Android.

[EN] This work deals with the development of a simulation model of the quadruped robot Spot from Boston Dynamics and the implementation of a simplified version of it. Using the Matlab/Simulink library, Simscape Multibody, a simulation model will be built that is as realistic as possible, allowing the relationship between the movement of the joints and the robot's displacement to be analysed and understood. The focus is on accurately recreating its behaviour, including two different ways of walking (crawl and trot), as well as its ability to overcome obstacles such as ramps and steps. The main objective is to understand the robot's current mode before its physical implementation. In the second part of the work, the assembly of the robot will be carried out using a simplified model, given the complexity of the original one, and the previous simulations will be experimentally validated. For the implementation, the parts that make up the robot will be printed, servo motors will be used for the joints and an Arduino microcontroller will be in charge of controlling the movement, operated remotely from an Android application.