Avances en robótica: Nuevo modelo matemático mejora la precisión de vehículos articulados autónomos en maniobras de retroceso

Investigadores del Instituto de Automática (INAUT, UNSJ-CONICET) colaboraron con investigadores del Instituto Federal de Espírito Santo (IFES) y la Universidade Federal de Espírito Santo (UFES)  de Brasil, en el desarrollo de un sistema que reduce errores de navegación en camiones robóticos con remolque. Este avance optimiza el transporte de cargas en entornos logísticos e industriales mediante un modelo de control adaptativo más preciso.

El desafío de la marcha atrás en vehículos articulados

La navegación autónoma de los Vehículos Robóticos Multi-articulados (MARV, por sus siglas en inglés), como los camiones con uno o más acoplados, presenta una complejidad técnica elevada, especialmente durante los movimientos hacia atrás. El principal riesgo en estas maniobras es el efecto conocido como jackknife o "tijera", un bloqueo que ocurre cuando el remolque se pliega excesivamente respecto al tractor, deteniendo por completo el desplazamiento.

Para abordar este problema, el equipo de investigación trabajó en el perfeccionamiento de los modelos matemáticos que rigen el comportamiento de estos sistemas. Tradicionalmente, se utilizaban modelos simplificados que no consideraban adecuadamente la influencia del peso y la dinámica del remolque sobre el vehículo tractor. El estudio introduce una nueva parametrización que permite una representación más fiel de la realidad física del vehículo:

• Modelo de ocho parámetros: A diferencia del modelo dinámico anteriormente considerado por los autores, con seis parámetros, esta propuesta incorpora dos nuevas variables que capturan el esfuerzo adicional y la influencia del remolque sobre el tractor.

• Control adaptativo: El sistema es capaz de ajustar sus parámetros en tiempo real, lo cual es fundamental cuando el vehículo transporta diferentes tipos de carga en cada tarea.

• Validación experimental: Las pruebas se realizaron utilizando un robot Pioneer 3-DX como tractor, demostrando una reducción significativa en los errores de posicionamiento durante las maniobras.

Impacto en sectores productivos y logística

El desarrollo de estas herramientas de navegación no solo busca facilitar la tarea de los operadores humanos, sino también:

• Reducir costos operativos: El uso de vehículos articulados es más eficiente que el empleo de múltiples camiones individuales para el transporte de carga.

• Optimizar la logística: Sus aplicaciones directas incluyen el movimiento de equipaje en aeropuertos, la gestión de carga en puertos y depósitos, y el transporte de suministros en el sector agrícola.