Sistema colaborativo de dos robots seriales UR5 para la evasión de obstáculos aplicado en un prototipo de estación de cirugía

• Autor: Terreros Gutarra, Ricardo Hernet
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2025
• Institución: Universidad de Ingeniería y tecnología
• Repositorio: UTEC-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.utec.edu.pe:20.500.12815/426
• Enlace del recurso: https://hdl.handle.net/20.500.12815/426
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Robots quirúrgicos; Interacción persona-robot; Evasión de obstáculos (robótica); Cinemática robótica; Surgical Robots; Human-Robot Interaction; Obstacle avoidance (Robotics); Robot kinematics; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.00.00

En este trabajo se creo un sistema en el que dos robots UR5 trabajan juntos para evitar obstáculos en un prototipo estación de cirugía robótica. Utilizamos técnicas de control de cinemática inversa redundante para sacar el máximo provecho de las habilidades de los robots como manipular su movimiento de forma segura y proyectarlos en un espacio nulo. Estos procedimientos ayudan a crear rutas seguras en un sistema de coordenadas. El sistema ayuda a los robots a evitar obstáculos al instante sin afectar la precisión de las cirugías algo muy importante en hospitales donde pueden ocurrir imprevistos. El método empezó creando un ambiente de prueba virtual para probar los algoritmos luego los probamos en un modelo físico. Colocamos sensores en los robots como las cámaras Azure Kinect para que puedan crear un mapa del lugar y así evitar chocar con objetos. El algoritmo utilizado aprovecha la redundancia en los grados de libertad de los robots lo que permite diferentes posiciones de las articulaciones para controlar con precisión la ubicación del extremo o efector final del robot. En los experimentos tanto en pruebas virtuales como con el modelo real vimos que el sistema se mantiene una distancia segura de 10 cm. También se desarrollo una solución más flexible que permite al sistema operar sin la restricción estricta de mantener esa distancia en todo momento. La validación con el prototipo confirmó la efectividad del sistema colaborativo: los robots interactuaron de manera segura con su entorno y siguiendo la trayectoria con una precisión de aproximadamente 0, 1 mm en la tarea principal.