Aplicación de la inteligencia artificial al control de un robot Lego en configuración de péndulo invertido

Abstract

Este estudio presentó el diseño y la implementación de un robot basado en Lego Mindstorm EV3 imitación de un péndulo vertical invertido que es capaz de mantenerse en equilibrio, avanzar y detectar formas y colores. Así mismo, se confeccionó un modelo matemático análogo al prototipo mediante un espacio de estados y se revisó y simuló el sistema con un regulador lineal cuadrático (LQR) y un controlador proporcional, integral y derivativo (PID). Se implementó el código funcional en Java leJOS. Finalmente, el robot fue capaz de mantenerse en equilibrio, evitar obstáculos y reconocer colores a lo largo de su recorrido.

This research presents the design and implementation of a robot based on Lego Mindstorm EV3. The robot is a reproduction of an inverted vertical pendulum that is stabilized, moves forward and notices shapes and colours. To this end, a mathematical model analogous to the prototype was stablished through a state-space representation. Additionally, the system was reviewed and simulated with a linear-quadratic regulator and a proportional-integral-derivative controller. The code was implemented in Java leJOS. The resulting controller allowed the EV3 robot to stay steady, avoid obstacles and detect colours along its path.