Sistema de comunicación basado en IoRT para sistemas multi robots heterogéneos en áreas turísticas

• Autor: Cuadros Zegarra, Emil Emmanuel
• Formato: tesis de maestría
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Católica San Pablo
• Repositorio: UCSP-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.ucsp.edu.pe:20.500.12590/18807
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12590/18807
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Cloud robotics; Comunicación distribuida; Framework de comunicación; IoRT; IoT; Middleware; Modelo publicación – suscripción; Protocolos de comunicación; Redes; Robótica; Robots heterogéneos; Robots sociales; Sistemas multi robot; Tópicos; Transmisión de data; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.02.01

El turismo moderno enfrenta el desafío de integrar tecnología avanzada para mejorar la experiencia del usuario y optimizar la gestión operativa. En este contexto, los sistemas multi-robot heterogéneos surgen como una solución prometedora, pero su implementación enfrenta una barrera crítica: la falta de un sistema de comunicación eficiente que permita la interoperabilidad entre robots de distintos fabricantes y funcionalidades. Esta carencia limita su capacidad de colaborar, compartir recursos y adaptarse dinámicamente a las demandas de entornos turísticos. El problema es especialmente interesante porque aborda la convergencia de dos áreas clave: el creciente impacto del turismo en las economías globales y los avances en el Internet de las Cosas Robóticas (IoRT). La solución a este desafío no solo abre la puerta a una revolución en la automatización turística, sino que también sienta las bases para la interacción efectiva de sistemas rob óticos heterogéneos en múltiples sectores. En respuesta, esta investigación propone y desarrolla un “Sistema de Comunicación Basado en IoRT para Sistemas Multi-Robot Heterogéneos en “Áreas Turísticas”. Este sistema integra protocolos de comunicación avanzados, fusionando sus mejores características bajo un modelo híbrido que combina esquemas de publicación/suscripción y cliente/servidor. La innovación principal radica en un protocolo de conversión que permite la interoperabilidad entre robots a través de la agrupación de tópicos en función de su funcionalidad, garantizando una comunicación escalable y flexible. La solución va más allá de un diseño conceptual: incluye la implementación de un sistema híbrido de comunicación en la nube y local. Este enfoque asegura la continuidad operativa incluso en casos de perdida de conectividad, gracias a una infraestructura que almacena datos tanto en bases de datos en la nube como en archivos locales. Además, el sistema es capaz de adaptarse dinámicamente, permitiendo que los nodos robóticos actúen como servidores temporales cuando sea necesario, lo que refuerza su naturaleza híbrida y robusta. Los experimentos realizados con robots del proyecto RUTAS, diseñados para turismo y museos, validan la eficacia del sistema. Mediante la publicación y suscripción de tópicos, se logró la interacción y coordinación entre robots, demostrando un rendimiento sobresaliente en la transmisión de datos y en la ejecución de tareas colaborativas. Los resultados mostraron retardos de publicación entre 31 y 167 milisegundos y de suscripción entre 158 y 321 milisegundos, que están por debajo del umbral de 300 ms aceptable en aplicaciones interactivas, confirmando la eficacia y el rendimiento del sistema en escenarios reales, mejorando la interacción y la eficiencia operativa de los robots, además de establecer un modelo escalable y adaptable para futuros desarrollos. En esencia, esta investigación no solo resuelve un problema crítico en el ámbito turístico, sino que también ofrece un marco práctico y replicable para la comunicación en sistemas robóticos heterogéneos. Las implicaciones van más allá del turismo, abriendo oportunidades para implementar soluciones IoRT en sectores como la manufactura, la logística y la salud, marcando un hito en la integración robótica.