Cinemática Inversa en Robótica

La cinemática inversa (o inverse kinematics) es el proceso inverso a la cinemática directa, en lugar de conocer los ángulos de las articulaciones y calcular la posición del efector, lo que se conoce es la posición deseada del efector y se desea calcular los ángulos de las articulaciones que permitirán alcanzar esa posición, este es un problema más complejo, ya que puede haber múltiples soluciones (o ninguna solución) para un conjunto dado de posiciones y orientaciones deseadas.


Descripción técnica:

El objetivo de la cinemática inversa es encontrar los valores de las variables articulares (como los ángulos de las articulaciones) que permitirán que el efector final alcance una posición y orientación específicas en el espacio tridimensional, este problema puede ser difícil de resolver debido a la naturaleza no lineal de las ecuaciones involucradas, y el hecho de que puede haber más de una configuración articular que logre la misma posición del efector.

El uso de algoritmos numéricos y técnicas como la interpolación lineal o soluciones iterativas son comunes para resolver el problema de la cinemática inversa en tiempo real, lo que permite a los robots ajustarse a cambios en su entorno o realizar tareas precisas.

Retos y soluciones:

El principal reto de la cinemática inversa es que, en muchos casos, existen múltiples soluciones para el mismo problema, lo que significa que un robot puede adoptar diferentes configuraciones para alcanzar el mismo punto, esto plantea desafíos a la hora de elegir la solución más eficiente o adecuada para una tarea determinada, además, algunas configuraciones pueden ser físicamente imposibles para el robot debido a limitaciones en sus articulaciones o grados de libertad.

Ejemplo:

Un cirujano robótico necesita mover una herramienta a un punto específico dentro del cuerpo de un paciente, la cinemática inversa calculará los ángulos necesarios para cada articulación del brazo robótico para que la herramienta alcance esa ubicación exacta, evitando cualquier obstáculo en el trayecto.





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