Universidad Politécnica de Cartagena TESIS DOCTORAL “UNA ...

Capitulo 2. Modelos Computacionales para el Movimiento de Agarre
2. Modelos computacionales previos para la coordinación del
2.1 El modelo de Hoff-Arbib
movimiento de agarre.
Hoff y Arbib (1993) han propuesto un modelo computacional para la coordinación
de la componente de alcance y la de manipulación en una tarea de agarre. En este
modelo, el tiempo estimado para el transporte de la muñeca hacia las inmediaciones del
objeto a agarrar, y el tiempo estimado para alcanzar el estado de máxima apertura
manual en la componente de agarre, se utilizan para coordinar las dos fases de las que
consta el movimiento de agarre. La (Figura 2.1) muestra las características esenciales de
éste modelo, que posee una etapa que estima el tiempo de movimiento antes de que éste
comience. Esta estimación del tiempo de movimiento funciona de la siguiente manera.
Inicialmente, la distancia relacionada con la fase de alcance y el tamaño del objeto son
estimados a través de información visual. Posteriormente, la estimación sobre la
distancia de alcance se transforma en una estimación sobre el tiempo para llevar a cabo
dicho alcance y la estimación sobre el tamaño del objeto se transforma en una
estimación sobre el tiempo necesario para ejecutar la fase de apertura de la pinza de
agarre. Luego, el tiempo asociado a la ejecución del cierre de la pinza de agarre, que en
el modelo se asume constante para una tarea determinada, se añade al tiempo estimado
para llevar a cabo el movimiento de apertura de la pinza, para formar un segundo
tiempo estimado para la ejecución del movimiento completo. Finalmente, se computa
cual de los dos tiempos estimados para el movimiento es el máximo, y es éste es el que
se usa como tiempo definitivo para el movimiento de transporte. Para computar el
tiempo definitivo para la apertura manual, el tiempo de cierre de la pinza (que es una
constante) se resta del tiempo definitivo estimado para el movimiento de transporte. De
esta manera, el modelo ajusta perfectamente los tiempos de ejecución para acomodar un
parámetro fijo del modelo que es el tiempo de cierre de la pinza.
Tras la etapa premovimiento descrita arriba, los controladores de transporte y de
apertura se activan concurrentemente; cuando el controlador de apertura alcanza su
objetivo, insta la activación del controlador de cierre de la pinza. El controlador de
transporte es un controlador realimentado basado en un criterio de optimización que
penaliza la inexactitud, la variabilidad y la falta de suavidad en la trayectoria del
movimiento 1 . Este controlador toma como entrada el tiempo restante para completar el
1 En definitiva es un controlador feedback ajustado mediante un criterio de optimización de minimum-jerk. En la
terminología inglesa, el jerk es la derivada de la aceleración del movimiento. Lo que busca este criterio de
optimización es imponer condiciones de suavidad y continuidad a una derivada superior a la aceleración del
movimiento, con lo cual nos aseguramos unos perfiles de aceleración, velocidad y trayectorias suaves y sin
discontinuidades.
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