Cultural Heritage and Mobile Robotics Technologies

R A M I R O D ’ E L L E R B A , G I U S E P P E C O N T E , D A V I D S C A R A D O Z Z I , J U A N P E D R O B A N D E R A CULTURAL HERITAGE AND MOBILE ROBOTICS TECHNOLOGIES (PATRIMONIO CULTURAL Y TECNOLOGÍAS ROBÓTICAS MÓVILES) ISIS - Ingeniería de Sistemas Integrados Universidad Málaga Ponente: Juan Pedro Bandera 5th International Conference on Heritage and Sustainable Development Lisboa, Portugal 13 de Julio de 2016 DII –Dipartamento di Ingegneria dell’Informazione Universita’ Politecnica delle Marche ÍNDICE •Introducción •Visitando yacimientos, edificios y museos •Ayudando en la restauración •Explorando yacimientos de difícil acceso •Creando y actualizando representaciones unificadas •Conclusiones ÍNDICE •Introducción •Visitando yacimientos, edificios y museos •Ayudando en la restauración •Explorando yacimientos de difícil acceso •Creando y actualizando representaciones unificadas •Conclusiones INTRODUCCIÓN •(dell'Erba & al., 2011) Robots empleados en Patrimonio Cultural para el: •Diagnóstico, exploración, mantenimiento, vigilancia, protección y puesta en valor •En entornos estructurados (por ejemplo, museos) •Vigilancia •Tele-visitas •Nueva generación: robots sociales •Capacidad de actuar en entornos cotidianos, interactuando con personas •Guías de museo •En el terreno: •Pueden trabajar durante largos períodos de tiempo en entornos hostiles o de difícil acceso. •Exploración •Excavación •Restauración ¿CÓMO PUEDEN LOS ROBOTS SER ÚTILES PARA EL PATRIMONIO CULTURAL? •Entre otros, tres campos de aplicación fundamentales: •Visitas a museos, yacimientos y edificios •“Museo remoto”: Una extensión del museo virtual •Guías turísticos •Soporte en trabajos de restauración •Análisis hiperespectral •Detección y reconocimiento automático de objetos •Exploración •Exploración submarina •Creación de modelos 3D de yacimientos submarinos •Exploración mediante enjambres de robots ÍNDICE •Introducción •Visitando yacimientos, edificios y museos •Ayudando en la restauración •Explorando yacimientos de difícil acceso •Creando y actualizando representaciones unificadas •Conclusiones MUSEO REMOTO •Proyecto TECSIS: Para permitir la visita a yacimientos de difícil acceso, mediante un robot teleoperado. •Interés cultural y turístico. •Estado del arte: Museo Virtual (se “visita” un modelo 3D del yacimiento) •Aportación: Museo Remoto (se visita el yacimiento por telepresencia, usando un robot) •Diagnóstico •Conservación •Movilidad •Acceso remoto para turistas (preservación) GUÍAS ROBÓTICOS •Gualzru: Robot social diseñado para navegar en entornos cotidianos, interactuar con personas y atraerlas a un panel informativo. •Actualmente su arquitectura (mejorada) se está usando en un robot que ayuda a un médico a realizar procesos CGA, y en un robot diseñado para ayudar a una persona en su hogar. •Adaptable para ser utilizado como guía de museo: •SLAM •Interacción por conversación y panel táctil •Seguro •Autonomía de más de 8 horas •… ÍNDICE •Introducción •Visitando yacimientos, edificios y museos •Ayudando en la restauración •Explorando yacimientos de difícil acceso •Creando y actualizando representaciones unificadas •Conclusiones RETOS PARA EL ENJAMBRE •Superar el problema de las transmisiones submarinas (bajas o muy bajas tasas de transmisión de datos). •Incrementar drásticamente las posibilidades de monitorización en multitud de actividades realizadas en aguas costeras: control de polución, control biológico, vigilancia… •Dotar al usuario de un interfaz que le permita controlar fácilmente el enjambre, para tener capas de decisión de muy alto nivel. •Optimizar el comportamiento del enjambre en diferentes entornos, para incrementar su robustez y fiabilidad. EL PROTOTIPO Control de Sistema multirobot Red de comunicación adaptativa Transductor submarino de muy alta frecuencia Nuevo modem submarino Sobre 20 robots; distancia de 2 a 50 metros Prof. máxima 100m; Velocidad máx 2 nudos; Peso aprox. 20 Kg; Autonomía 3hrs; Dimensiones 1.20 m largo 0.20 m diámetro ÍNDICE •Introducción •Visitando yacimientos, edificios y museos •Ayudando en la restauración •Explorando yacimientos de difícil acceso •Creando y actualizando representaciones unificadas •Conclusiones REPRESENTACIONES UNIFICADAS •Propuesta reciente para sistemas cognitivos robóticos (Calderita, 2016): Uso de una representación compartida explícita •que describa el entorno con diferentes niveles de abstracción, •que pueda ser transmitida de forma eficiente entre módulos, •núcleo de una arquitectura multi-agente distribuida. REPRESENTACIONES UNIFICADAS •Esta representación se puede emplear en escenarios más genéricos: proponemos su uso en el modelado de yacimientos, edificios o lugares de interés cultural. •La representación es una pizarra donde los agentes interactúan, compartiendo información. •Agentes: ayuntamientos, empresas, museos, arqueólogos, visitantes, etc. ÍNDICE •Introducción •Visitando yacimientos, edificios y museos •Ayudando en la restauración •Explorando yacimientos de difícil acceso •Creando y actualizando representaciones unificadas •Conclusiones CONCLUSIONES Aspectos en los que se trabaja actualmente para llevar a los robots a un uso masivo en estas aplicaciones: •Asegurar la eficiencia y seguridad de la interacción persona-robot en un entorno de trabajo compartido (dell'Erba et al., 2007). En entornos no estructurados y de condiciones hostiles (por ejemplo en exploración submarina) esto puede ser muy complejo. •Continuar ofreciendo una interacción amigable, pero cada vez más rica. •Facilitar el uso. •Dotar a los robots teleoperados con capacidades incrementadas de detectar situaciones de riesgo y evitarlas (pese al operario humano). Las posibilidades de uso de la robótica (y tecnologías relacionadas) en el campo del Patrimonio Cultural son enormes. Para aprovecharlas se requerirán sinergias entre expertos en Patrimonio, robótica, empresas y organismos públicos. CULTURAL HERITAGE AND MOBILE ROBOTICS TECHNOLOGIES ¡Muchas gracias por su Atención! ¿Preguntas?