Robot social formado por un sistema de visión artificial compuesto por unas cámaras (3) webcam,

un sistema de reconocimiento de voz formado por tres micrófonos (4) dispuestos en configuración triangular, un sistema de expresión compuesto por una matriz de leds, formada por una pluralidad de leds y un led de estado, y unos párpados (6) formados por una media luna asociada a una rueda dentada que engrana con respectivos servomotores a través de una rueda de transmisión, un sistema de síntesis del habla compuesto por unos altavoces (7), un sistema de detección de obstáculos constituido por sensores (8) de ultrasonidos, y un sistema de desplazamiento formado por dos ruedas (9) motrices

Robot social.

Sector de la técnica

La presente invención esta relacionada con las plataformas robóticas domésticas de uso personal, proponiendo un robot social que es capaz de interaccionar con el entorno que lo rodea aprendiendo del mismo.

Estado de la técnica

Por el término robot se entiende toda máquina controlada por computador y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interactúa con el entorno que lo rodea.

Inicialmente la robótica iba encaminada a la creación de automatismos que facilitaran las labores industriales que debía realizar el ser humano en su lugar de trabajo, llevando a cabo principalmente de forma preprogramada todas aquellas tareas que fueran repetitivas, tediosas y peligrosas.

En los últimos años el avance de la microelectrónica, el desarrollo de la informática, de la teoría de control y la disponibilidad de servomecanismos electromecánicos e hidromecánicos, entre otros, han sido un factor clave para la evolución de la robótica, apareciendo una nueva generación de autómatas denominados robots sociales.

Los robots sociales son aquellos capaces de desarrollar actividades cognitivas y emotivas, interactuando y comunicándose con las personas de una forma sencilla y agradable, siguiendo una serie de comportamientos, patrones, y normas sociales.

A este último respecto, los avances en el campo de la robótica han ido orientados al desarrollo de robots bípedos con una apariencia de forma humana que facilite las interrelaciones, y con una precisa estructura mecánica que les confiera de una cierta destreza física de locomoción y manipulación, siendo este el caso del conocido robot de Honda "Asimo", en este sentido también es conocido el robot "Aibo" de Sony, el cual asemeja la forma de una mascota, pero que igualmente posee una compleja estructura mecánica.

Aunque este tipo de robots disponen de sistemas sensoriales para percibir el entorno que los rodea y son capaces de interactuar con el ser humano, están limitados en el modo de expresarse y su actuación se limita a respuestas simples frente a acciones del usuario, siendo por tanto necesario desarrollar robots sociales inteligentes que puedan relacionarse eficientemente con el ser humano y con otros robots mediante un apropiado sistema de expresión y que así mismo puedan aprender de esas interrelaciones.

Objeto de la invención

De acuerdo con la presente invención se propone un robot social de uso personal que dispone de medios adecuados que le permiten relacionarse de una manera eficiente con el entorno que lo rodea a la vez que aprende de esas interrelaciones.

El robot objeto de la invención esta constituido en su parte superior por una cabeza en la cual se sitúa un sistema de visión artificial compuesto por dos cámaras webcam con forma de ojos, un sistema de reconocimiento de voz formado por tres micrófonos en disposición triangular y un sistema de expresión, compuesto por una matriz de leds y unos parpados dispuestos alrededor de las cámaras webcam con forma de ojos.

En la parte inferior del robot se dispone un cuerpo, en el cual se sitúa un sistema de síntesis del habla compuesto por dos altavoces dispuestos a ambos lados del cuerpo, un sistema detección de obstáculos compuesto por unos sensores de ultrasonidos, y un sistema de desplazamiento del robot, compuesto por dos ruedas laterales motrices y una rueda guía central de menor tamaño.

El robot dispone de una placa principal con un sistema operativo de código abierto que controla todo el conjunto, estando conectada esta placa principal a una placa controladora que recibe las señales provenientes del sistema de visión artificial y comanda el sistema de síntesis del habla, el sistema detección de obstáculos, el sistema de desplazamiento y los parpados del sistema de expresión, y a su vez, ésta placa controladora hace de puente de conexión entre la placa principal y otra placa controladora que recibe las señales provenientes del sistema de reconocimiento de voz y comanda la matriz de leds del sistema de expresión.

Se obtiene así una plataforma robótica universal y completamente autónoma que por sus características constructivas y funcionales resulta muy ventajosa para la función de aplicación a la que se halla destinada, relacionándose de una manera apropiada con el entorno que lo rodea y aprendiendo de esa interrelación.

Descripción de las figuras

La figura 1 es una vista frontal en perspectiva del robot social objeto de la invención.

La figura 2 es una vista trasera en perspectiva respecto de la figura anterior.

La figura 3 es una vista frontal en perspectiva del interior del robot.

La figura 4 es una vista trasera en perspectiva del interior del robot.

La figura 5.1 es una vista en detalle de uno de los parpados del sistema de expresión del robot.

La figura 5.2 muestra una vista en detalle de la matriz de leds del sistema de expresión del robot.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de los dos servomotores que accionan el movimiento de la cabeza del robot.

La figura 7 es una vista esquemática de una de las placas controladoras del conjunto funcional del robot.

La figura 8 es una vista esquemática de la otra placa controladora del conjunto funcional.

La figura 9 es un esquema general de conexión de los diferentes dispositivos del robot con las placas controladoras.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a una plataforma robótica universal en la forma de un robot social, completamente autónoma y programada en código abierto, la cual dispone de medios adecuados para interrelacionarse con el entorno que la rodea.

En las figuras 1 y 2 se observa el robot objeto de la invención, el cual está constituido en su parte superior por una cabeza (1) de forma esférica y en su parte inferior por un cuerpo (2), situándose en el interior de la cabeza (1) un sistema de visión artificial compuesto por unas cámaras (3) webcam que asemejan la forma de unos ojos, un sistema de reconocimiento de voz formado por unos micrófonos (4) dispuestos en configuración triangular, y un sistema de expresión compuesto por una matriz de leds (5) que asemeja la nariz y boca del robot y unos parpados (6) dispuestos alrededor de las cámaras (3) webcam con forma de ojos.

En el cuerpo (2) del robot se incorpora un sistema de síntesis del habla compuesto por unos altavoces (7) situados a ambos lados del cuerpo (2), un sistema de detección de obstáculos constituido por varios sensores (8) de ultrasonidos, y un sistema de desplazamiento del robot formado por dos ruedas (9) motrices guiadas por una rueda (10) central de menor tamaño.

En el interior del cuerpo (2) del robot se dispone una placa principal (11) con un sistema operativo en código abierto donde se encuentran implementadas todas las funciones de control del robot, estando conectada a esta placa (11) principal una placa (12) controladora que se sitúa en el interior del cuerpo (2) del robot en su parte frontal, haciendo esta placa (12) controladora de puente de conexión con otra placa (13) controladora que se sitúa en la parte posterior del interior de la cabeza (1) del robot.

Como se puede observar en la figura 5.1, los parpados (6) del sistema de expresión están formados por una media luna (6.1) asociada a una rueda dentada (6.2) que engrana con respectivos servomotores (14 y 15) a través de una rueda de transmisión (6.3). En función de la posición que adopte la media luna (6.1) se pueden dar diferentes expresiones a la cara del robot, así, si las medias lunas (6.1) se encuentran en una posición superior el robot adopta una expresión alegre, si están en una posición inferior una expresión triste y si, por ejemplo, está en una posición intermedia, una expresión neutra.

La matriz de leds (5) está formada por una pluralidad de leds (5.1) que mediante su iluminación selectiva expresan el estado emocional del robot, y por un led (5.2) de estado que, por ejemplo, si está en rojo indica un estado de error, en naranja que está en carga y cuando se halla en blanco que el robot está descargando actualizaciones. (Ver figura 5.2).

Por otro lado, las cámaras (3) webcam que asemejan los ojos están separadas aproximadamente unos siete centímetros para dar sensación de visión...

1. Robot social, del tipo que comprende una cabeza (1) en donde se ubica un sistema de visión artificial compuesto por unas cámaras (3) webcam, un sistema de reconocimiento de voz formado por unos micrófonos (4), y un sistema de expresión; y un cuerpo (2) en donde se ubica un sistema de síntesis del habla compuesto por unos altavoces (7), un sistema de detección de obstáculos constituido por sensores (8) de ultrasonidos, y un sistema de desplazamiento formado por dos ruedas (9) motrices, caracterizado porque el sistema de expresión está compuesto por una matriz de leds (5), formada por una pluralidad de leds (5.1) y un led (5.2) de estado, y unos parpados (6) formados por una media luna (6.1) asociada a una rueda dentada (6.2) que engrana con respectivos servomotores (14 y 15) a través de una rueda de transmisión (6.3); y porque los micrófonos (4) del sistema de reconocimiento de voz son tres y están dispuestos en configuración triangular, dos situados en una posición inferior a ambos lados de la cabeza (1) y el otro en una posición superior y equidistante de los otros dos.

2. Robot social, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en el interior del cuerpo (1) se dispone un placa (11) principal con un sistema operativo en código abierto, la cual está conectada a un placa (12) controladora situada en el interior del cuerpo (2) y que conecta con una placa (13) controladora situada en la parte posterior interior de la cabeza (1).

3. Robot social, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las cámaras (3) webcam están separadas aproximadamente unos siete centímetros.

4. Robot social, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los sensores (8) de ultrasonidos del sistema de detección de obstáculos son seis, tres de ellos dispuestos en la parte frontal del cuerpo (2), dos en la parte posterior del mismo y otro en la parte inferior.

5. Robot social, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la cabeza (1) está accionada por dos servomotores (16 y 17), donde el servomotor (16) realiza movimientos laterales de la cabeza limitados a 180º y el servomotor (17) realiza movimientos verticales limitados a 70º.

6. Robot social, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en la parte posterior de la cabeza (1) dispone de una antena (21) de conexión con una red neuronal artificial ubicada en una posición remota.

7. Robot social, de acuerdo con la primera y segunda reivindicaciones, caracterizado porque la placa (12) controladora dispone de cuatro conectores (12.1, 12.2, 12.3, 12.4) de control de unos servomotores (14, 15, 16, 17), dos dispositivos de entrada y salida (12.5, 12.6) de control de unos motores (18 y 19), tres puertos USB (12.7, 12.8 y 12.9) de conexión con un dispositivo WIFI y las cámaras (3) webcam, una salida (12.11) de audio para los altavoces (7), una entrada (12.12) de audio y unos puntos de alimentación (12.13, 12.14 y 12.15).

8. Robot social, de acuerdo con la primera y segunda reivindicaciones, caracterizado porque la placa (13) controladora dispone de tres entradas (13.1, 13.2, 13.3) de audio para los micrófonos (4), una salida (13.4) de audio, un multiconector (13.5) para la matriz de leds (5) y un punto de alimentación (13.6).

9. Robot social, de acuerdo con la primera y segunda reivindicaciones, caracterizado porque por medio de un conector (13.8) de la placa (13) controladora se conectan unos receptores infrarrojos (20) para el acoplamiento exacto del robot con una plataforma de carga donde se disponen unos leds infrarrojos en correspondencia con dichos receptores infrarrojos (20).