Modelado de un Robot Humanoide de 18 GDL mediante Técnicas Resursivas

Palabras clave: robot humanoide, cinemática directa, matriz antisimétrica, recursivo, modelo dinámico

Resumen

Los robots humanoides han sido ampliamente estudiados en la comunidad científica, con el objetivo de poder comprender y replicar los movimientos que ejecuta el ser humano cuando realiza una tarea específica. Por lo cual, a lo largo de los últimos años se han propuesto diversos métodos y estrategias para analizar y obtener un modelo matemático que permita resolver esta problemática; esto implica analizar y modelar la dinámica de robots humanoides. Entre los métodos más utilizados en la literatura para modelar un robot, son los analíticos, geométricos y mediante la convención de Denavit-Hartenberg. Por lo tanto, en el presente estudio se propone utilizar un método recursivo basado en la mecánica analítica de Euler para resolver el problema de cinemática directa, cinemática diferencial, rapidez lineal y energía cinética de un robot bípedo de 18 grados de libertad (GDL).

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Citas

Arias, L. E., Olvera, L. I., J. A., P., & Núñez, J. V. (2014). Patrón de marcha 3D de tipo cicloidal para humanoides y su aplicación al robot Bioloid. Revista Iberoamericana de Ingeniería Mecánica, 18(1), 3.

Bertrand, S., Bruneau, O., Ouezdou, F. B., & Alfayad, S. (2012). Closed-form solutions of inverse kinematic models for the control of a biped robot with 8 active degrees of freedom per leg. Mechanism and Machine Theory, 49, 117-140.

Bharadwaj, D., & Prateek, M. (2019). Kinematics and dynamics of lower body of autonomous humanoid biped robot. International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE), 8(4), 141-146.

Castillo, G. A., Weng, B., Zhang, W., & Hereid, A. (2021). Robust feedback motion policy design using reinforcement learning on a 3D digit bipedal robot. International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 5136-5143.

Cerritos-Jasso, J. R., Camarillo-Gómez, K. A., Monsiváis-Medina, J. A., Castillo-Alfaro, G., Pérez-Soto, G. I., & Pámanes-García, J. A. (2013). Kinematic Modeling of a Humanoid Soccer–Player: Applied to BIOLOID Premium Type A Robot. In FIRA RoboWorld Congress, Springer, Berlin, Heidelberg, 49-63.

Che, J., Pan, Y., Yan, W., & Yu, J. (2021). Kinematics Analysis of Leg Configuration of An Ostrich Bionic Biped Robot. International Conference on Robotics and Control Engineering, 19-22.

Che, J., Pan, Y., Yan, W., & Yu, J. (2022). Leg Configuration Analysis and Prototype Design of Biped Robot Based on Spring Mass Model. In Actuators, 11(3), 75.

Cherfouh, K., Gu, J., Farooq, U., Asad, M. U., Dey, R., & Balas, V. E. (2022). Bilateral Teleoperation Control of a Bipedal Robot Gait Using a Manipulator. IFAC-PapersOnLine, 55(1), 765-770.

Chiang, H. D., & Tsai, C. S. (2011). Kinematics Analysis of a Biped Robot. In Proceeding of International Conference on Service and Interactive Robots.

Domínguez, C. A., & Sánchez, E. M. (2017). Análisis estático y dinámico de un robot bípedo durante la fase de soporte simple de un ciclo de marcha. In Memorias del XXIII Congreso Internacional Anual de la SOMIM.

Fierro, J., Pámanes, J. A., Santibanez, V., Ruiz, G., & Ollervides, J. (2014). Condiciones para una marcha elemental del robot NAO. AMRob Journal, Robotics: Theory and Applications(4(1)), 13-18.

Franco, E. H., & Guerrero, R. V. (2018). Diseño Mecánico y Análisis Cinemático del Robot Humanoide AXIS. Pistas Educativas(35(108)).

Gonçalves, F., Ribeiro, T., Ribeiro, A. F., Lopes, G., & Flores, P. (2022). A Recursive Algorithm for the Forward Kinematic Analysis of Robotic Systems Using Euler Angles. Robotics, 20.

Gong, Y., Hartley, R., Da, X., Hereid, A., Harib, O., Huang, J. K., & Grizzle, J. (2019). Feedback control of a cassie bipedal robot: Walking, standing, and riding a segway. In 2019 American Control Conference (ACC), 4559-4566.

Hu, Y., Wu, X., Ding, H., Li, K., Li, J., & Pang, J. (2021). Study of Series-parallel Mechanism Used in Legs of Biped Robot. 7th International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR), 97-102.

Huy, T. D., Cuong, N. C., & Phuong, N. T. (2013). Control of biped robot with stable walking. American Journal of Engineering Research (AJER), 2, 129-150.

Kajita, S., Hirukawa, H., Harada, K., & Yokoi, K. (2014). Kinematics. In Introduction to humanoid robotics (pp. 19-67). Springer Berlin Heidelberg.

Khan, M. S., & Mandava, R. K. (2023). Design of Dynamically Balanced Gait for the Biped Robot While Crossing the Ditch. Acta Polytechnica Hungarica, 20.

Kofinas, N., Orfanoudakis, E., & Lagoudakis, M. G. (2013). Complete analytical inverse kinematics for NAO. In 2013 13th International Conference on Autonomous Robot Systems, 1-6.

Krishnan, A. B., Aswath, S., & Udupa, G. (2014). Real Time Vision Based Soccer Playing Humanoid Robotic Platform. In Proceedings of the 2014 International Conference on Interdisciplinary Advances in Applied Computing, 1-8.

Murillo Zavala, A. M., Chica Bravo, G. M., Franco Alvarado, I. E., & Vélez Castro, J. B. (2025). Marcadores tempranos en el diagnóstico de la enfermedad renal crónica en pacientes diabéticos e hipertensos: Revisión bibliográfica. Arandu UTIC, 12(1), 4465–4479. https://doi.org/10.69639/arandu.v12i1.905

Colmán López, M. C. (2025). La inteligencia artificial en la creación artística: Análisis de su influencia en la producción cultural. I+D Internacional Revista Científica Y Académica , 4(1), 43–64. https://doi.org/10.63636/3078-1639.v4.n1.26

Fernández Sánchez , D. (2025). Implementación de Algoritmos de Machine Learning para la Detección Temprana de Fraude en Transacciones Electrónicas. Ciencia Y Reflexión, 4(1), 2652–2667. https://doi.org/10.70747/cr.v4i1.285

Valdivieso Rezabala, R. S. (2025). Evaluación del Aprovechamiento de los Productos Forestales no Maderables en Tres Recintos de la Parroquia Campozano, Cantón Paján, Manabí, Ecuador. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 9(2), 7941-7959. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i2.17513

Pérez Gallegos , S. J., & Domínguez Marín, M. J. (2025). La Importancia de Contar con un Perfil Competitivo en Psicólogos que Atienden a Estudiantes Universitarios. Estudios Y Perspectivas Revista Científica Y Académica , 5(2), 881–895. https://doi.org/10.61384/r.c.a.v5i2.1166

Fernández Sánchez , D. (2025). Implementación de Algoritmos de Machine Learning para la Detección Temprana de Fraude en Transacciones Electrónicas. Ciencia Y Reflexión, 4(1), 2652–2667. https://doi.org/10.70747/cr.v4i1.285

Meggiolaro, M. A., Neto, M. S., & Figueroa, A. L. (2016). Modeling and Optimization with Genetic Algorithms of Quasi-Static Gait Patterns in Planar Biped Robots. In Congreso Internacional de Ingeniería Mecatrónica y Automatización (CIIMA 2016), 1-10.

Montenegro, D. A. (2016). Generación de Trayectorias para un Robot Bípedo basadas en Captura de Movimiento Humano.

Mou, H., Tang, J., Liu, J., Xu, W., Hou, Y., & Zhang, J. (2024). High Dynamic Bipedal Robot with Underactuated Telescopic Straight Legs. Mathematics, 23.

Nunez, J. V., Briseno, A., Rodriguez, D. A., Ibarra, J. M., & Rodriguez, V. M. (2012). Explicit analytic solution for inverse kinematics of bioloid humanoid robot. In 2012 Brazilian Robotics Symposium and Latin American Robotics Symposium, 33-38.

Reyes, G., Pamanes, J. A., Fierro, J. E., & Nunez, V. (2018). Optimum Walking of the Bioloid Humanoid Robot on a Rectilinear Path. In Computational Kinematics. Springer, Cham, 143-151.

Ruiz, O. (2014). Análisis cinemático y dinámico de un robot bípedo de 12 GDL internos utilizando la formulación Newton-Euler. Universidad Nacional Autónoma de México, México: MS Thesis.

Siciliano, B., Sciavicco, L., Villani, L., & Oriolo, G. (2009). Robotics: Modelling, Planning and Control. Springer.

Tang, J., Zhu, Y., Gan, W., Mou, H., Leng, J., Li, Q., . . . Zhang, J. (2023). Design, Control, and Validation of a Symmetrical Hip and Straight-Legged Vertically-Compliant Bipedal Robot. Biomimetics, 22.

Vivas, D. A. (2009). Modelado y control de un robot bípedo de nueve grados de libertad. In VIII Congreso de la Asociación Colombiana de Automática.

Williams, R. L. (2012). DARwin-OP humanoid robot kinematics. In International Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference. American Society of Mechanical Engineers, 45035, 1187-1196.

Yılmazlar, E., & Kuşçu, H. (2021). Walking pattern generation and control for a bipedal robot. Machines. Technologies. Materials, 15(3), 99-102.

Zhang, J., Yuan, Z., Dong, S., Sadiq, M. T., Zhang, F., & Li, J. (2020). Structural design and kinematics simulation of hydraulic biped robot. Applied Sciences, 10(18), 6377.

Publicado
2025-05-26
Cómo citar
Ortega-Palacios , M. A., Palomino-Merino, A., & Fernando Reyes-Cortés, F. (2025). Modelado de un Robot Humanoide de 18 GDL mediante Técnicas Resursivas. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 9(2), 8650-8665. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i2.17593
Sección
Ciencias y Tecnologías