La línea de investigación en automatización es un grupo de académicos y académicas, estudiantes y personas emprendedoras que realizan investigación y desarrollo tecnológico en la sinergia de sistemas dinámicos y control, redes multi-agentes y redes complejas con aplicaciones a la robótica móvil, sistemas de automatización industriales e innovaciones tecnológicas que beneficien la calidad de vida de las personas. Nuestras temáticas abarcan:
Problemas fundamentales de movimiento coordinado multi-robot.
Aplicaciones de consenso y redes de agentes dinámicos.
Diseño, control y supervisión de sistemas automatizados.
Desarrollo de robots móviles terrestres y aéreos de altas prestaciones.
Modelado de sistemas dinámicos y control aplicados a varios contextos.
Equipo de investigación
Dr. Mario Ramírez Neria
Académico titular mario.ramirez@ibero.mxEquipo de colaboración
Dr. Guillermo Fernández Anaya
Académico del Departamento de Física y MatemáticasDr. Alexandro López González
Académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la InnovaciónM. en C. Mauricio Flores Gerónimo
Académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la InnovaciónM. en C. César Arturo Ángeles Ruiz
Académico del Departamento de Estudios en Ingeniería para la InnovaciónM. en C. Pedro García Del Valle
Académico del Departamento de Física y MatemáticasDr. Enrique Dumas Ferreira Vazquez
Universidad Católica del UruguayDr. José Job Flores Godoy
Coordinación de robots móviles en sistemas automatizados de manufactura utilizando redes de petri. Vinculación con SEPI-IPN.Dr. Jaime González Sierra
Universidad Politécnica de PachucaDr. Rogelio Portillo Velez
Universidad VeracruzanaDr. Eduardo Álvarez Guzmán)
Universidad Autónoma de Baja CaliforniaDr. Alberto Luviano Juárez
Instituto Politécnico NacionalDr. Jesús Alberto Meda Campaña
Instituto Politécnico NacionalGrupo Tecnológico Santa Fe
Dra. Erika Selene Puga Velázquez
EMPRESA ALLROBOTDr. Sergio Foyo Valdés
EMPRESA ALLROBOTM. en C. Sebastián Jiménez Gómez
UNIVERSIDAD EIACOORDINADOR DEL ÁREA DE AUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA
M. en C. Juan Camilo Tejada Orjuela
UNIVERSIDAD EIADOCENTE INVESTIGADOR DEL PROGRAMA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA
Proyectos
Este proyecto está dedicado al estudio de dos nuevos paradigmas de coordinación de movimiento para grupos de robots móviles: el control basado en potencia de transmisión y el control basado en fuerza con impedancias virtuales. Con ellos es posible la aplicación hacia servicios de cobertura con redes sensoriales móviles y el agarre de objetos con varios puntos de contacto, estudiados con otros enfoques, pero no con una perspectiva de robótica multiagente.
El proyecto contempla la construcción de una nueva generación de plataforma robótica con componentes accesibles y de altas prestaciones con la capacidad de operar en exteriores y bajo un entorno ciberfísico aprovechando las nuevas tecnologías de la industria 4.0. Esto con la finalidad de integrarse a procesos automatizados como apoyo al ser humano. Es de especial interés el despliegue de los agentes móviles para cubrir las telecomunicaciones ante desastres naturales y como transporte colectivo de objetos en la industria manufacturera, de logística y de servicios relacionados con el bienestar del ser humano y su entorno.
Se cuenta con vinculación con la Universidad Católica del Uruguay, la UPIITA-IPN, la Universidad Politécnica de Pachuca, la Universidad Veracruzana y la Universidad Autónoma de Baja California.
Responsable técnico:
Dr. Eduardo Gamaliel Hernández Martínez, Director InIAT
eduardo.gamaliel@ibero.mx
Dr. Guillermo Fernández Anaya, Física y Matemáticas.
guillermo.fernandez@ibero.mx
El control mediante rechazo activo de perturbaciones (ADRC por sus siglas en inglés, Active Disturbance Rejection Control) es una solución simple y elegante para el control de sistemas lineales y no lineales. La idea principal del ADRC consiste en la estimación de la parte desconocida de la dinámica del sistema a ser controlado que generalmente es no lineal y la cancelación de sus efectos utilizando una ley de control lineal.
En este proyecto se diseñará, analizará e implementarán estrategias de control mediante rechazo activo de perturbaciones para resolver problemas de control de sistemas no lineales como: el control activo de vibraciones en estructuras tipo edificio para minimizar daños en caso de terremotos y la coordinación de multi-robots móviles de tipo omnidireccional de tres ruedas con retardos en la comunicación.
Para ello se diseñará y experimentará en una mesa vibratoria para simular sismos en prototipos de estructuras tipo edificio a escala, así como una plataforma robótica para trabajar con cuatro robots móviles omnidireccionales de tres ruedas diseñados para transportar carga, comunicados inalámbricamente vía wifi, implementando estrategias para la compensación de los retardos en las comunicaciones.
Responsable técnico:
Dr. Mario Ramírez Neria, InIAT
mario.ramirez@ibero.mx
El proyecto ACTIMO tiene como principal objetivo desarrollar un hardware que facilite la manufactura de sillas de ruedas, mediante el auto-ensamble. ACTIMO es un sistema que permite armar una silla de ruedas personalizada, sin necesidad de un taller especializado, siempre y cuando se cuente con las habilidades básicas en el manejo de herramientas. Con ACTIMO, cualquier persona podrá ensamblar una silla de ruedas que cumpla con los criterios de diseño establecidos por el usuario y estándares de calidad.
Responsable técnico:
M. en C. Daniel Alejandro Pérez de la Mora, InIAT
daniel.perez@ibero.mx
Los robots móviles autónomos han encontrado un amplio campo en la industria y en el entorno habitable. Aplicaciones pueden encontrarse en naves industriales y almacenes donde el movimiento preciso de plataformas robóticas con ruedas pueda ser útiles para mejorar la productividad.
La Universidad Iberoamericana, a través del InIAT ha desarrollado dos plataformas robóticas con ruedas de grados industrial: El robot Atlas, con movimiento de cuatro ruedas omnidireccionales con suspensión independiente y capacidad de carga de 150 kg y el robot Apolo, robot móvil con dos ruedas diferenciales de tracción y capacidad de carga de 50Kg. Ambos robots son capaces de establecer comunicación entre ellos, con una estación de control y con dispositivos móviles. Ambas plataformas implementan algoritmos y avance en formación a través del uso de cámaras de visión a bordo. Estas plataformas están preparadas para fungir como bases móviles de robots manipuladores, sillas para personas con discapacidad, mesas de trabajo, anuncios publicitarios, entre muchas otras aplicaciones. Los robots pueden ser customizados para escalar sus capacidades de carga de acuerdo con la operación que realicen.
Responsable técnico:
Dr. Eduardo Gamaliel Hernández Martínez, Director InIAT
eduardo.gamaliel@ibero.mx
Dr. Pablo Paniagua Contro, InIAT
pablo.paniagua@ibero.mx
La robótica multiagente consiste en la coordinación de múltiples robots móviles para realizar tareas grupales de movimiento. La comunidad científica actualmente estudia algoritmos novedosos que aseguren la convergencia de los robots a patrones de formación mediante posiciones o distancias relativas entre los robots.
Este proyecto aborda el estudio de control descentralizado de formación y marcha, preferentemente con la información obtenida de sensores abordo de los agentes móviles. Esto permite que los robots operen eventualmente en espacios exteriores. Específicamente se estudian esquemas basados en distancias y ángulos relativos entre los agentes, que pueden ser medidos con cámaras de video y con sensores inerciales. Tanto la implementación del control, como la calibración de los sensores son auxiliados por el sistema de captación de movimiento del Laboratorio de Análisis de Movimiento. La plataforma robótica consiste en vehículos con ruedas omnidireccionales que fueron diseñados y ensamblados en la Universidad, y que han servido para muchos experimentos de coordinación multi-robot, en alianza con otras universidades en México y el extranjero. La plataforma permite coordinar robots de diferente tipo de motricidad (diferenciales, omnidireccionales, mechanum, cuadrópteros).
Responsable técnico:
Dr. Eduardo Gamaliel Hernández Martínez, Director InIAT
eduardo.gamaliel@ibero.mx
Dr. Pablo Paniagua Contro, InIAT
pablo.paniagua@ibero.mx
Recientemente, los servicios de entrega de paquetería y productos han crecido a la raíz de la contingencia del CODIV-19 en el mundo. Se abren oportunidades para ofrecer estos servicios para repartir medicamentos, insumos médicos, alimentos, etc. por vehículos no tripulados, especialmente con drones. A pesar del inminente uso de aeronaves en el corto plazo, en México no se cuenta con desarrollos integrales que cubra esta necesidad.
Este proyecto busca 1) Integrar un dron a la medida, con tecnología comercial y de punta, capaz de navegar de forma autónoma, 2) Diseñar e instalar al drone un sistema de sujeción/liberación de contenedor de carga, 3) Desarrollar un software básico para la conectividad, envío de misiones y monitoreo de la aeronave para un operador humano, 4) Cumplir con las horas de vuelo y la documentación solicitada por las normas gubernamentales, 5) Realizar la comunicación del dron con dron-puertos para su despegue y aterrizaje. El dron-puerto es un sistema que apoya al dron para su carga de batería, monitoreo del clima y relevo para trayectos largos, entre otras funciones.
Al final del proyecto se tendrá una solución integral de aeronaves con dron-puertos controlados remotamente, que permitan una cobertura de servicio en entornos urbanos y rurales. Colaboran en este proyecto la empresa Grupo Tecnológico Santa Fe, la Universidad de Texas en San Antonio y la Universidad Católica del Uruguay.
Responsable técnico:
Dr. Eduardo Gamaliel Hernández Martínez, Director InIAT
eduardo.gamaliel@ibero.mx
Las aeronaves no tripuladas, conocidas como drones, han tenido un gran impulso en actividades de monitoreo y análisis de gestión territorial.
Los drones de ala fija permiten recorrer grandes distancias con menor consumo de energía dada su capacidad de “planear”. Por otro lado, los drones multi-rotor son capaces de mantenerse en una posición gracias a sus motores eléctricos con hélices, pero demanda mayor energía y recorren distancias menores.
En alianza con el CENTRUS-Ibero, se desarrolló una aeronave híbrida con despegue vertical, conocida como VTOL (Vertical Take-Off Landing) sustentada con tres motores de hélices, que se ajustan para convertirse en propulsores de una aeronave de ala fija. Lo anterior permite tener un drone que recorra grandes distancias, pero con un despegue y aterrizaje vertical. La aeronave cuenta con cámara frontal para le monitoreo del piloto en tierra, el monitoreo de las trayectorias a distancias en tiempo real, así como la captación de video con una cámara multiespectral que permite analizar entornos urbanos, vegetación y otras características de cartografía.
Responsable técnico:
Dr. Eduardo Gamaliel Hernández Martínez, Director InIAT
eduardo.gamaliel@ibero.mx
M. en C. Daniel Alejandro Pérez de la Mora, InIAT
daniel.perez@ibero.mx
Programas de licenciatura
y posgrado Ibero relacionados
Estudiantes vigentes
Mauricio Flores Gerónimo
Modelo de control de flujo vehicular basado en Redes de Petri. Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, UIA. En procesoFernando Rivas Cruz
Modelado dinámico, control óptimo y evaluación del desempeño de sistemas geotérmicos. Vinculación con el INEEL. Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, UIA. En procesoPedro García del Valle y Durán
(2018-2022) (Co-director). Cooperación y conflicto en el consenso de opinión y toma de decisiones en redes multiagentes. Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, UIA. En procesoAlejandro Romero Herrera
Diseño y control de aeronave multi-rotor como apoyo a la preservación y fijación del lugar de los hechos en ambientes cerrados. Maestría en Ciencias de la Ingeniería, UIA. Fecha de obtención del grado: En procesoOswaldo Sánchez Sánchez
Diseño y fabricación de una plataforma omnidireccional y unidireccional de carga aplicando algoritmos de consenso. Maestría en Ciencias de la Ingeniería, UIA. Fecha de obtención del grado: En procesoHéctor López González
Desarrollo de una interfaz háptica para sistemas de realidad virtual inmersiva. Maestría en Ciencias de la Ingeniería, UIA. Fecha de obtención del grado: En procesoJoaquin Aguerrebere
Diseño e implementación de control con rechazo de perturbaciones para drones multi-rotordisEstudiantes pasados
Pablo Paniagua Contro (2015-2020)
Coordinación de robots autónomos basada en distancias y orientación relativas. Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, UIA. Fecha de obtención del grado: 6 de marzo de 2020Javier Carlos Sales Ortiz (2015-2020)
Control líder-seguidor con sensores locales. Ingeniería en Mecatrónica y Producción, UIA.Belem Villafuerte (2019-2020)
Algortimos Q-learning para planificación de trayectorias de robot móviles. Ingeniería en Mecatrónica y Producción, UIAGuillermo Nava (2019)
Consenso en derivadas fraccionales. Ingeniería Física, UIAJoaquín Aguerrebere (2017-2019)
Drone para la Policía Federal. Ingeniería en Mecatrónica y Producción, UIAEric Hernández Montero (2017-2018)
Drone para la Policía Federal. Ingeniería Mecánica y Eléctrica, UIAAlexandro López González (2014-2016)
Coordinación de movimiento de grupos de robots móviles heterogéneos. Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, UIA. Fecha de obtención del grado: 15 de febrero de 2017.con SEPI-IPN. Fecha de obtención del grado: 15 de julio 2015.del grado: 15 de julio 2015Erika Selene Puga Velázquez (2011-2015)
Modelado y Control de sistemas automatizados de manufactura basado en redes de petri y estándares industriales ISA. Vinculación con SEPI-IPN. Fecha de obtención del grado: 15 de julio 2015.del grado: 15 de julio 2015Sergio Foyo Valdés (2011-2015)
Coordinación de robots móviles en sistemas automatizados de manufactura utilizando redes de petri. Vinculación con SEPI-IPN. Fecha de obtención del grado: 15 de julio 2015Productos de Investigación
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Sanchez-Sanchez, A.G., Hernandez-Martinez, E.G., González-Sierra, J., Ramírez-Neria, M., Flores-Godoy, J.J., Ferreira-Vazquez, E.D. & Fernandez-Anaya, G. Leader-Follower Power-based Formation Control Applied to Differential-drive Mobile Robots. J Intell Robot Syst 107, 6 (2023).
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G. Fernandez-Anaya, G. Nava-Antonio, J. Jamous-Galante, R. Muñoz-Vega, E.G. Hernández-Martínez, Corrigendum to “Lyapunov functions for a class of nonlinear systems using Caputo derivative” [Commun Nonlinear Sci Numer Simulat 43 (2017) 91-99], Communicacion on Nonlinear Science and Numerical Simulation, ISSN 1007-5704, Elsevier, Vol. 56, 2018, pp. 596-597. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1007570417302770?via%3Dihub |
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G. Fernandez-Anaya, G. Nava-Antonio, J. Jamous-Galante, R. Muñoz-Vega, E.G. Hernández-Martínez, Asymptotic stability of distributed order nonlinear dynamical systems, Communicacion on Nonlinear Science and Numerical Simulation, ISSN 1007-5704, Elsevier, Vol. 48, 2017, pp. 541-549. https://www.researchgate.net/publication/312565216_Asymptotic_stability_of_distributed_order_nonlinear_dynamical_systems |
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G. Nava-Antonio, G. Fernandez-Anaya, E. G. Hernandez-Martinez, J. Jamous-Galante, E.D. Ferreira-Vazquez, J.J. Flores-Godoy, Consensus of Multi-agent systems with distributed fractional order dynamics, International Workshop on Complex Systems and Networks (IWCSN 2017), del 8-10 de diciembre de 2017, Doha, Qatar, pp 190-197. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8276526 |
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E.G. Hernandez-Martinez, E.S. Puga-Velazquez, S.A. Foyo-Valdes, J.A. Meda-Campaña, Task-based Coordination of Flexible Manufacturing Cells using Petri Nets and ISA standards, 8th IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control (MIM), 28-30 junio de 2016, Troyes, Francia, 2016. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896316308321 |