Desarrollo y evaluación de un sistema de control de brazos robóticos industriales mediante una interfaz de realidad aumentada

Abstract

Augmented reality systems are increasingly present in different areas, included research and business. New augmented reality devices allow to transfer this technique to different applications of computing, where they offer new systems of visualization and new forms of interaction with the environment.

This thesis aims to move the new augmented reality devices to the field of robotics. Augmented reality glasses, like Microsoft HoloLens, can supply the faults presented in classical control systems. On one hand, the difficulty level of the classic control interfaces can be lowered by a more intuitive interaction based on audio, gestures and voice. The augmented reality glasses surpass the use of interaction systems with low capacity adaptation to different environments or too bulky. Also, it is possible to have a digital robot next to the real one that is being controlled, speeding up its programming by directly visualizing the position it will take when applying the movement.

Given the reasons above, the development of an augmented reality application based on robot interaction has been proposed. In addition, a validation study of the application using the different interaction systems integrated in the HoloLens has been proposed.

Finally, the results of the study have shown that the control interface has been easy to learn and satisfactory for the user. Likewise, it has been concluded that both systems of interaction have been satisfactory for the user, not having definitively discarded out none of them.

La realidad aumentada está cada vez más presente en diferentes ámbitos, tanto a nivel de investigación como empresarial. Los nuevos dispositivos de realidad aumentada permiten trasladar esta técnica a diferentes aplicaciones de la informática, donde ofrecen nuevos sistemas de visualización y nuevas formas de interacción con el entorno.

Este Trabajo de Final de Máster tiene como objetivo trasladar los nuevos dispositivos de realidad aumentada a un campo de ámbito industrial: el control y programación de brazos robot. Las gafas de realidad aumentada, como las Microsoft HoloLens, son capaces de suplir las faltas presentadas en los sistemas clásicos de control. Por un lado, la dificultad de la interfaz de control puede suplirse con una interacción más intuitiva, basada en audio, gestos y voz. Las gafas de realidad aumentada evitan el uso de sistemas de interacción con poca capacidad de adaptación a diferentes entornos o demasiado aparatosos. Además, puede utilizarse para tener un robot digital junto al robot real que se está controlando, agilizando su programación mediante la visualización directa de la posición que tomará al aplicar el movimiento.

Dados los motivos anteriores, se ha propuesto el desarrollo de una aplicación de realidad aumentada que permita interactuar con un brazo robot. Además, se ha propuesto un estudio de validación de la aplicación con los diferentes sistemas de interacción integrados en las HoloLens.

Por último, los resultados del estudio han mostrado que el control de la interfaz ha sido fácil de aprender y satisfactorio para el usuario. Asimismo, se ha concluido que ambos sistemas de interacción han sido satisfactorios para el usuario, no habiendo descartado definitivamente ninguno de ellos.