Optimización de tiempo y fuerza de agarre en trayectorias de robots bimanipuladores mediante algoritmo PSO

Resumen

La planificación de trayectorias en robots bi-manipuladores que transportan un objeto cooperativamente constituye un problema complejo debido al acoplamiento cinemático entre brazos, la necesidad de garantizar factibilidad en entornos con obstáculos y el control de esfuerzos de agarre. Este trabajo presenta una metodología de optimización basada en el algoritmo de optimización por enjambre de partículas (PSO) para generar trayectorias coordinadas mediante la parametrización del movimiento con puntos de paso (posición y orientación). Cada solución candidata se evalúa mediante un proceso que (i) resuelve la cinemática inversa dual para efectores, (ii) verifica colisiones robot–entorno, autocolisiones y colisiones del objeto, y (iii) estima las fuerzas de contacto imponiendo restricciones de fricción mediante un reparto de equilibrio de esfuerzo mínimo. Para la optimización se propone una función de coste jerárquica en tres fases que prioriza la eliminación de colisiones, la reducción de la fuerza máxima de contacto y, superado un umbral de seguridad, la optimización conjunta de tiempo y fuerza media.