Prototipo de software · Robótica y automatización

RoboLink

Comunicación y teleoperación humano-robot a larga distancia basada en software

Simulación de una comunicación confiable entre un operador humano y un robot virtual ubicado remotamente.

B.Tech en Ingeniería Electrónica y Computación Propuesta de discusión del proyecto

Explorar la propuesta→

Operador humanoIndia

Internet

Robot virtualLondres

Una idea · no se requiere hardware en la Fase 1

Un enfoque de software primero y fácil para principiantes para la teleoperación01 / 10

01 / DESCUBRIMIENTO

Planteamiento del problema

¿Qué pasa si el robot y su operador están a miles de kilómetros de distancia?

Un escenario de operación remota

IndiaLado del operador

LondresLado del robot virtual

¿Cómo mantenemos la comunicación confiable cuando la red no lo es?

Latencia

Los comandos pueden llegar tarde.

Pérdida de paquetes

Es posible que algunas actualizaciones no lleguen.

Falla de conexión

Es posible que el robot deje de escuchar al operador.

?¿Cómo puede la comunicación humano-robot a larga distancia volverse más confiable y segura cuando las condiciones de la red son deficientes?

El lente del proyecto: entender la comunicación primero02 / 10

02 / CONTEXTO

Tecnología existente

El control remoto y la teleoperación ya existen. Nuestro proyecto construye conocimiento, no expectativas.

Bloques de construcción comunesDISPONIBLE HOY

Internet / IPWi-Fi · 4G · 5GWebSocketMQTTROS 2 / DDSVideo · Audio

Humano→Red→Robot

Nuestra oportunidad

Hacer visible el aprendizaje.

Crearemos un prototipo de software fácil de usar para principiantes que monitoree la comunicación y demuestre una respuesta a prueba de fallas.

Alcance honesto: proyecto estudiantil propuesto, no un producto industrial.

Comenzar con los fundamentos · medir · responder de forma segura03 / 10

03 / PROPUESTA

¿Qué estamos construyendo?

RoboLink es un sistema de software basado en web que simula una conversación entre un operador humano y un robot virtual.

Operador humanoEnvía comandos

Panel de control webControla + observa

Servidor de comunicaciónEnruta mensajes

Robot virtualDevuelve el estado

Alcance de la Fase 1

Sin robot físico, motores, ESP32, Raspberry Pi, sensores u otro hardware.

SOLO SOFTWARE

De la idea → prototipo de software observable04 / 10

04 / CONSTRUIR

Nuestras funciones de proyecto

Funciones pequeñas y comprobables convierten una gran pregunta de robótica en un proyecto claro de primer año.

Control de robot virtual

Adelante, atrás, izquierda, derecha y detener.

Comunicación en tiempo real

Enviar comandos y recibir respuestas.

Estado del robot

Posición, batería simulada y estado.

Monitoreo de red

Latencia, pérdida de paquetes y estado de la conexión.

Simulación a prueba de fallas

Detectar fallas, detener y entrar en Modo Seguro.

Un tablero · cinco comportamientos observables05 / 10

05 / PROTOTIPO

Tablero web RoboLink

Una sala de control sencilla para el operador. Pruebe los controles para ver la interacción propuesta.

ROBOLINKESTADO DEL ROBOT EN VIVO

12:42:08

CONECTADOconexión estable

Latencia120 ms

Pérdida de paquetes0.5 %

Estado del robotACTIVO

Batería82 %

PosiciónX = 25, Y = 40

Calidad de la señal

BUENO

CONTROL DE ROBOT VIRTUALWASD

↑←STOP→↓

PARADA de emergencia

Mensaje del operador“Hola Robot”

→

Respuesta del robot“Mensaje recibido”

Maqueta interactiva · la primera conversación sobre el producto06 / 10

06 / PRUEBAS

¿Cómo probaremos la comunicación?

Podemos estudiar el comportamiento de la red sin hardware cambiando las condiciones en el software.

Elija una condición simulada

Red normalBaja demora · baja pérdida→Alta latenciaLos comandos llegan tarde→Pérdida de paquetesLas actualizaciones se pierden→DesconectarNo se recibió respuesta→

Red normal

Latencia120 ms

Pérdida de paquetes0.5%

Estado del robotACTIVO

El robot está operando normalmente.

Estas simulaciones nos permiten estudiar cómo debería responder un robot operado de forma remota a medida que cambia la calidad de la comunicación.

Pruebe los casos extremos antes de añadir hardware07 / 10

07 / ENFOQUE

¿Cuál es nuestro enfoque principal?

La comunicación a prueba de fallas es la idea que conecta cada parte de RoboLink.

Confiabilidad de la comunicación

¿Pueden los comandos y la información llegar al robot virtual correctamente?

Monitoreo de red

¿Podemos detectar latencia, pérdida de paquetes y problemas de conexión?

Seguridad

¿Qué sucede si la comunicación se detiene repentinamente?

Operación a prueba de fallas

¿Puede el sistema detener automáticamente al robot virtual cuando la comunicación se vuelve poco confiable?

BUENA CONEXIÓNOperación normal

↓

CONEXIÓN DEFICIENTEAdvertencia

↓

CONEXIÓN PERDIDAModo seguro → Detener

COMUNICACIÓN A PRUEBA DE FALLAS

En caso de duda: deténgase de forma segura y luego recupérese08 / 10

08 / RECURSOS

Recursos y tecnologías

Una pila de software ligera mantiene la primera fase práctica para nuestro equipo.

Software

HTML
CSS
JavaScript
Node.js
WebSocket

Desarrollo

VS Code / online coding
GitHub
Browser DevTools

Servicios en línea

GitHub
Vercel / Netlify
Suitable cloud backend

Diseño y documentación

diagrams.net
Slides / PowerPoint / Canva
GitHub collaboration

✓

No se requiere hardware para la Fase 1.

Aprendemos el flujo de trabajo de comunicación en software antes de conectar componentes físicos.

Mantenga la primera fase enfocada, asequible y comprobable09 / 10

09 / SIGUIENTE PASO

Resultado esperado y alcance futuro

Un primer hito claro: probar la idea de comunicación en un entorno de software seguro y observable.

Resultado esperado

Un prototipo de software funcional basado en la web

RoboLink demostrará la comunicación humano-robot a larga distancia utilizando un robot virtual.

✓ Control web✓ Comandos en tiempo real✓ Monitoreo de red✓ Modo seguro automático

Alcance futuro · después del prototipo

Robot físicoCámara en vivoAudio bidireccionalSensores reales4G / 5GDetección de obstáculos por IACiberseguridad

“Nuestro primer objetivo es comprender y resolver el problema de la comunicación y la confiabilidad a través de la simulación por software antes de pasar a la robótica física.”

Volver al inicio↺Listo para discutir con nuestro mentor y la comunidad.

Gracias · Preguntas y discusión10 / 10