StereoCIFO: una guía de robots en entornos peligrosos

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid han desarrollado un nuevo sistema de localización 3D para el guiado de robots en situaciones industriales extremas. Los resultados del estudio realizado en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de la UPM demuestran la posibilidad de aplicar técnicas modernas de procesamiento de imágenes y visión artificial a las imágenes transmitidas por el sistema creado. Esta nueva herramienta se dirige principalmente a los sectores industrial y aeroespacial, destacando su ventaja económica frente a los sistemas actuales del mercado.

Las normas de seguridad y certificación en los procesos industriales son cada vez más exigentes. Normalmente requieren sistemas de vigilancia continua, cuya eficiencia y robustez se suele definir en función del impacto que tendría un fallo en su funcionamiento sobre cualquiera de los elementos que participan en el proceso productivo: los trabajadores en la planta, el equipamiento, el medio ambiente, etc.

La inspección visual y el control mediante robots son, frecuentemente, las únicas soluciones válidas y adecuadas cuando las condiciones industriales son extremas (altas temperaturas, productos químicos y/o tóxicos, radioactividad, etc.). En este sentido, cabe destacar el importante incremento en el uso de cámaras de vídeo en dichos procesos industriales justificado por un doble motivo: la posibilidad de utilizar técnicas de visión artificial que aseguran un control de proceso automático y permanente muy robusto y, en segundo lugar, porque ofrecen la posibilidad de una vigilancia visual remota por parte de un operario. Sin embargo, los sistemas comerciales actuales presentan ciertas limitaciones de resistencia a la hostilidad del medio, y/o un presupuesto muy elevado, lo que limita y frena el desarrollo de algunas modernas tecnologías.

Algunos resultados de investigación obtenidos en la ETSIT de la UPM demostraron la viabilidad de transmitir imágenes por Cables Incoherentes de Fibras Ópticas (CIFO). Además, se ha probado con éxito el uso de un par estereoscópico de CIFOs para localizar un robot, en 3D, y su posterior guiado remoto.

La ventaja de los CIFOs, hoy en día únicamente utilizados como sistema de iluminación (guiado de la luz), no sólo se limita a su resistencia a las altas temperaturas (hasta 1600ºC para las fibras ópticas compuestas de zafiro o cuarzo) y a la humedad (inmersión a muy alta presión). Dado que los CIFOs se limitan a transmitir luz, presentan una total inmunidad a las interferencias electromagnéticas, problema muy común en entornos donde interactúan numerosas máquinas o en el espacio. También, su tamaño y flexibilidad permiten su uso en caso de acceso restringido pudiendo cubrir largas distancias, ya que las atenuaciones que producen son extremadamente bajas. Además, su espectro útil de transmisión incluye las longitudes de ondas del visible y del infrarrojo, lo cual permite incluso detección de sobre-calentamiento y no sufre deterioro causado por aceleraciones, vibraciones, etc. Finalmente, es una opción muy competitiva económicamente frente a los sistemas que se encuentran en el mercado en la actualidad.

Demuynck, O; Menéndez, JM. Stereoscopic system for inexpensive hazardous area three-dimensional robot localization applications based on incoherent optical fiber bundle calibrated for high-resolution image transmission. APPLIED OPTICS 50 (15): 2274-2282. Mayo 2011.

 

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