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Introducción: eEl desarrollo de plataformas de programación y control de trayectorias para robots colaborativos ha avanzado significativamente con la incorporación de tecnologías emergentes, como la realidad virtual.
Objectivo: eEl objetivo principal de este estudio es desarrollar e implementar una plataforma en realidad virtual que permita la programación y el control de trayectorias de un robot UR3. Además, se busca mejorar la accesibilidad y usabilidad del sistema, haciendo posible la definición de trayectorias cartesianas a través de la interacción visual y la integración de un gemelo digital del brazo robótico.
Metodología: el sistema fue desarrollado utilizando el motor de Unity 3D, permitiendo la creación de una interfaz visual interactiva para los usuarios. Se integró un gemelo digital del robot UR3, que se sincroniza con el casco de realidad virtual Meta Quest 2 para ofrecer una experiencia inmersiva. Los usuarios pueden definir trayectorias lineales mediante la colocación de puntos de control, pudiendo agregar o borrar puntos de forma intuitiva en el entorno virtual.
Resultados: la implementación de la plataforma permitió a los usuarios definir y controlar trayectorias de forma eficaz en un entorno de realidad virtual. Se observó que los usuarios pudieron interactuar con el sistema de manera intuitiva, creando trayectorias sin la necesidad de conocimientos previos en programación robótica. Además, el uso del gemelo digital proporcionó una representación visual precisa del comportamiento del robot en tiempo real.
Conclusiones: el estudio demuestra que la integración de la realidad virtual con el control de trayectorias de un robot colaborativo mejora la accesibilidad y la interacción de los usuarios con el sistema. Este enfoque no solo facilita el aprendizaje y la programación de trayectorias, sino que también sienta las bases para futuras mejoras en la interfaz gráfica y en las funcionalidades de control, permitiendo una personalización del sistema según las necesidades específicas de los usuarios.

1.
Ortiz Velasco ID, Vivas Albán OA. Plataforma en realidad virtual para la manipulación cartesiana del gemelo digital de un robot UR3. inycomp [Internet]. 31 de enero de 2025 [citado 5 de febrero de 2025];27(1):e-20314418. Disponible en: https://revistaingenieria.univalle.edu.co/index.php/ingenieria_y_competitividad/article/view/14418

Ministerio de las tecnologías de la información y la telecomunicación - Aspectos básicos de la industria 4.0. [Online].; 2019 [cited 2023 03 23]. Available from: https://colombiatic.mintic.gov.co/679/w3-article-124767.html.

Rejikumar G, Raja V, Arunprasad P, Persis J, Sreeraj K. Industry 4.0: key findings and analysis from the literature arena. Benchmarking: An International Journal. 2019. https://www.emerald.com/insight/content/doi/10.1108/bij-09-2018-0281/full/pdf

Moran R, Teragni M, Zabala G. Physical Bits: A Live Programming Environment for Educational Robotics. In Lepuschitz W, Merdan M, Koppensteiner G, Balogh R, Obdržálek D, editors. Robotics in Education; 2021; Cham: Springer International Publishing. p. 291-303. https://doi.org/10.1007/978-3-030-67411-3_26

Mital A, Pennathur A. Advanced technologies and humans in manufacturing workplaces: an interdependent relationship. International Journal of Industrial Ergonomics. 2004; 33: p. 295-313. https://doi.org/10.1016/j.ergon.2003.10.002

ESIC. Robótica Colaborativa: Qué es y Qué papel tienen las personas. [Online]. [cited 2023 03 04]. Available from: https://www.esic.edu/rethink/tecnologia/robotica-colaborativa-papel-tienen-las-personas.

Kohrt C, Stamp R, Pipe A, Kiely J, Schiedermeier G. An online robot trajectory planning and programming support system for industrial use. Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2013. https://doi.org/10.1016/j.rcim.2012.07.010

Brito T, Queiroz J, Piardi L, Fernandes L, Lima J, Leitão P. A Machine Learning Approach for Collaborative Robot Smart Manufacturing Inspection for Quality Control Systems. Procedia Manufacturing. 2020. https://doi.org/10.1016/j.promfg.2020.10.003

Zhu Z, Hu H. Robot Learning from Demonstration in Robotic Assembly: A Survey. Robotics. 2018. https://doi.org/10.3390/robotics7020017

Cohavi O, Levy-Tzedek S. Young and old users prefer immersive virtual reality over a social robot for short-term cognitive training. International Journal of Human-Computer Studies. 2022. https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2022.102775

Litvinova Y, Rilke RM, Guenther C. Me, myself, and I: Image concerns and honesty in immersive VR. Computers in Human Behavior. 2023 December; 149: p. 107950. https://doi.org/10.1016/j.chb.2023.107950

Holubek R, Ružarovský R, Velíšek K, Janíček M. Novel trend in case study of industrial robot programming and production system design using the virtual reality. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1009/1/012023

Park BJ, Hunt SJ, Martin C, Nadolski GJ, Wood BJ, Gade TP. Augmented and Mixed Reality: Technologies for Enhancing the Future of IR. Journal of Vascular and Interventional Radiology. 2020; 31: p. 1074-1082. https://doi.org/10.1016/j.jvir.2019.09.020

Bolano G, Roennau A, Dillmann R, Groz A. Virtual Reality for Offline Programming of Robotic Applications with Online Teaching Methods. In 17th International Conference on Ubiquitous Robots (UR); 2020. https://doi.org/10.1109/UR49135.2020.9144806

Costa G, Petry M, Moreira A. Augmented Reality for Human-Robot Collaboration and Cooperation in Industrial Applications: A Systematic Literature Review. Sensors. 2022. https://doi.org/10.3390/s22072725

Fang H, Ong S, Nee A. Robot Path and End-Effector Orientation Planning Using Augmented Reality. Procedia CIRP. 2012. https://doi.org/10.1016/j.procir.2012.07.034

Michalos G, Karagiannis P, Makris S, Tokçalar Ö, Chryssolouris G. Augmented Reality (AR) Applications for Supporting Human-robot Interactive Cooperation. Procedia CIRP. 2016. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.12.005

Ostanin M, Klimchik A. Interactive Robot Programing Using Mixed Reality. IFAC-PapersOnLine. 2018. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.517

Rosen E, Whitney D, Phillips E, Chien G, Tompkin J, Konidaris G, et al. Communicating Robot Arm Motion Intent Through Mixed Reality Head-Mounted Displays. In Robotics Research.: Springer International Publishing; 2019. p. 301-316. https://doi.org/10.1007/978-3-030-28619-4_26

Zhang T, Mccarthy Z, Jow O, Lee D, Chen X, Goldberg K, et al. Deep Imitation Learning for Complex Manipulation Tasks from Virtual Reality Teleoperation. In ; 2018. https://doi.org/10.1109/ICRA.2018.8461249

Baklouti E, Jallouli M, Amouri L, Amor B. Remote control of mobile robot through 3D virtual reality environment. In International Conference on Individual and Collective Behaviors in Robotics; 2013. https://doi.org/10.1109/ICBR.2013.6729276

Kot T, Novák P. Application of virtual reality in teleoperation of the military mobile robotic system TAROS. International Journal of Advanced Robotic Systems. 2018 January; 15. https://doi.org/10.1177/1729881417751545

Ružarovský R, Holubek R, Delgado Sobrino DR, Velíšek K. A case study of robotic simulations using virtual commissioning supported by the use of virtual reality. MATEC Web of Conferences. 2019. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929902006

Murhij Y, Serebrenny V. An application to simulate and control industrial robot in virtual reality environment integrated with IR stereo camera sensor. IFAC-PapersOnLine. 2019. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2019.12.473

Garg G, Kuts V, Anbarjafari G. Digital Twin for FANUC Robots: Industrial Robot Programming and Simulation Using Virtual Reality. Sustainability. 2021. https://doi.org/10.3390/su131810336

Crespo R, García R, Quiroz S. Virtual Reality Application for Simulation and Off-line Programming of the Mitsubishi Movemaster RV-M1 Robot Integrated with the Oculus Rift to Improve Students Training. Procedia Computer Science. 2015. https://doi.org/10.1016/j.procs.2015.12.226

Crespo R, García R, Quiroz S. Virtual Reality Simulator For Robotics Learning. In International Conference on Interactive Collaborative and Blended Learning (ICBL); 2015. https://doi.org/10.1109/ICBL.2015.7387635

Meta. Get started with Meta Quest 2. [Online].; 2020. Available from: https://www.meta.com/quest/products/quest-2/tech-specs/.

Recibido 2024-09-09
Aceptado 2024-11-21
Publicado 2025-01-31