El Grupo de Robótica, Percepción y Tiempo Real (RoPERT) del I3A ofrece 2 contratos predoctorales asociados al proyecto MINECO Despliegue autónomo o semiautónomo de robots para aplicaciones subterráneas (ARDUA) de referencia PID2019-105390RB-I00
Uno de estos contratos está asociado a la convocatoria del Ministerio de contratos predoctorales,
abierta desde el 13/10/2020 hasta el 27/10/2020 a las 14h. hora peninsular española.
Ambos contratos son de 3 años, prorrogables 1 año más, con objeto de realizar la tesis doctoral. La percepción salarial y ayuda para estancias son las reflejadas en la convocatoria adjunta.
Los interesados podéis contactar con Luis Montano (montano@unizar.es) y con Danilo Tardioli (dantard@unizar.es).
A continuación encontraréis resumen del proyecto y líneas de investigación asociadas:
El proyecto ARDUA
El proyecto ARDUA (Autonomous or semi-autonomous Robot Deployment for Underground Applications) tiene como objetivo el desarrollo de sistemas robóticos (terrestres y aéreos, autónomos y semiautónomos) para tareas de intervención en entorno confinados y desafiantes como túneles, minas o cuevas.
Este tipo de entornos supone una serie de dificultades adicionales con respecto a los tradicionales como, entre otras:
- Navegación y localización: Los entornos pueden tener múltiples niveles, pendientes, bucles, callejones sin salida, terrenos resbaladizos, charcos de diferente profundidad, baches o barro. Además, la visibilidad puede ser limitada y las superficies pueden tener pocos rasgos característicos o una textura insuficiente, lo que puede dar lugar a importantes errores de localización y deriva si la misión se prolonga. Se asume que no hay posibilidad de utilizar los sistemas GNSS.
- Comunicación: La línea de visión puede ser limitada (lo que a menudo implica la necesidad de una comunicación multi-salto). La propagación de la señal depende de la topología del entorno y de los efectos de la variada geología en entornos subterráneos, lo que impone un importante impedimento a la fiabilidad de las redes y los enlaces de comunicación. Además, necesidades como la teleoperación imponen el requisito de la comunicación en tiempo real.
En este contexto, se ofrecen dos contratos predoctorales con el fin del desarrollo de dos tesis doctorales.
Contrato 1 - Comunicación entre robots en entornos confinados y desafiantes
La comunicación en ambientes confinados está ganando prominencia, como lo demuestra el creciente número de publicaciones sobre este tema y el experimento llevado a cabo en los desafíos de DARPA. Sin embargo, son pocas las propuestas que se han aplicado y probado en estos entornos. En esta tesis, proponemos que el doctorando profundice en el estudio de la comunicación ad-hoc entre robots heterogéneos (es decir, UAV y UGV), desarrollando nuevos protocolos capaces de garantizar una cierta cantidad de ancho de banda y al mismo tiempo apoyar la comunicación multi-hop en tiempo real, la prioridad de los mensajes y la movilidad de los nodos. Este objetivo se logrará explorando la posibilidad de utilizar la reutilización espacial dinámica (aprovechando las características de propagación de estos entornos), considerando el uso simultáneo y sincronizado de diferentes tecnologías y canales de comunicación, y la multiplexación por división en el tiempo. Además, se investigarán técnicas para posicionar óptimamente los nodos de retransmisión, ya sea como robots voladores/terrestres que actúan como repetidores o como dispositivos físicos alimentados por baterías desplegados por los propios robots, con el objetivo final de ampliar el alcance de las comunicaciones y hacer posible la reutilización espacial. Los protocolos y técnicas desarrolladas serán evaluados en escenarios del mundo real como minas y túneles.
Contrato 2 - Localización y navegación multi-robots en 3D en entornos no estructurados y confinados
En esta tesis se propone el desarrollo de técnicas para el despliegue de robots con limitaciones de conectividad para escenarios 3D y equipos heterogéneos (UGV, UAV). Este despliegue convierte un escenario estático en uno dinámico, con consecuencias para la navegación con evitación de obstáculos. Se desarrollarán técnicas de toma de decisiones coordinadas para el despliegue de robots múltiples para la navegación basadas en el modelo DOVTS (Dynamic Object Velocity-Time Space) y en un modelo multi optimización de los criterios, considerando las restricciones kinodinámicas de los robots. Se analizarán y calcularán a partir del modelo las prioridades en la toma de decisiones de algunos robots respecto de otros, en función del estado del entorno y de los comportamientos de los robots (por ejemplo, obstáculos estáticos, trayectorias de otros robots, velocidades relativas, velocidades de corriente, distancia a los objetivos). Se aplicarán técnicas de aprendizaje de refuerzo para la selección de las estrategias de navegación compartidas basadas en esas prioridades, a fin de proporcionar el mejor comportamiento en términos de tiempo a los objetivos, tiempo de la misión y seguridad. Las técnicas serán evaluadas en escenarios reales, y se construirán prototipos de demostración para varios de ellos.
El equipo
El equipo de trabajo del proyecto ARDUA tiene una dilatada experiencia en robótica de intervención en entornos confinados y desafiantes. Está compuesto por Luis Montano, Danilo Tardioli, José Luis Villarroel, Paco Lera, Alejandro Mosteo y Luis Riazuelo.
El espíritu que nos caracteriza es que un sistema robótico tiene que demostrar su funcionamiento y su eficacia en experimentos en entornos reales. Las tesis doctorales se orientarán tanto a los desarrollos teóricos que supongan avance en el conocimiento como a su evaluación experimental en el tipo de escenarios reales descritos en la memoria del proyecto.
Perfiles
Se buscan perfiles de Ingeniero/a en Electrónica-Automática/Informática/Telecomunicaciones/Industrial, preferentemente con conocimientos de programación (en especial C/C++ y Python), robótica y ROS.
Podrán ser solicitantes:
- aquellas personas matriculadas o admitidas en un programa de doctorado para el curso 2020/2021 en el momento de presentación de la solicitud, o que estén en disposición de hacerlo en la fecha en que se formalice el contrato.
- no haber iniciado su formación predoctoral con financiación de otras ayudas para formación predoctoral otorgadas en el marco del Plan Estatal de Investigación, Desarrollo, e Innovación Tecnológica o de alguno de los Planes Nacionales anteriores.
- no estar en posesión del título de Doctor.
- no haber disfrutado previamente a la presentación de la solicitud de un contrato predoctoral por tiempo superior a 12 meses.
Contactos
Si estás interesado/a puedes ponerte en contacto en el plazo de la convocatoria con:
Luis Montano - montano@unizar.es
Danilo Tardioli - dantard@unizar.es
adjuntando el CV y expediente académico.