Extremidades robóticas supernumerarias para asistencia en actividades de cocina en restaurantes

Abstract

Se sabe que en un restaurante uno de los factores más importantes es el tiempo, tanto para la preparación de los alimentos como la atención a los clientes. En particular, para ayudar a los cocineros a reducir sus tiempos en la cocina se busca el desarrollo de un sistema que realice tareas simples y/o repetitivas en lugar de ellos. Por ello, en este documento se presenta el diseño de un sistema que utiliza extremidades robóticas supernumerarias (supernumerary robotic limbs, SRLs por sus siglas en inglés) con la intención de ayudar a los cocineros a reducir sus tiempos en la cocina. El sistema fue diseñado para ayudar en las tareas de mover la cuchara en la olla y secar los platos. Se utilizó la metodología del libro “Design Methodology for Mechatronic Systems: An Approach Using Function/Means Tree and Channel/Agency Net” para el diseño conceptual, diseño mecánico, diseño eléctrico-electrónico y diseño del sistema de control. El sistema SRLs está compuesto por una interfaz mecánica que se coloca alrededor de la cintura y permite unir dos brazos de 5 GDL cada uno al cuerpo de la persona. Los brazos y partes del soporte de cintura son fabricados de nylon. Los efectores finales de cada brazo son gripper robóticos de tres dedos, a los cuales se les ha colocado sensores de fuerza resistivos en los dedos para medir la fuerza con la que se toman los objetos. Las SRLs son impulsadas por servomotores Dynamixel y una batería de ion de litio se encarga de su alimentación. El movimiento del sistema se da siguiendo una trayectoria que el usuario grabará previamente utilizando una aplicación de Smartphone que se conecta con las SRLs mediante bluetooth y moviendo físicamente las SRLs por la trayectoria deseada. Asimismo, el usuario controla el movimiento de las SRLs con una combinación de movimientos del pie y botones e interruptores ubicados sobre la interfaz mecánica. Los movimientos del pie son medidos por un sensor inercial ubicado sobre el empeine. El diseño planteado en esta tesis se enfoca en una aplicación novedosa de la tecnología SRL y presenta una herramienta con potencial para reducir los tiempos de cocina del usuario. Para un trabajo futuro, se deben considerar características como la versatilidad para realizar más actividades o la autonomía del sistema para no depender enteramente de los comandos del usuario. Las SRLs pueden ser de gran ayuda no solo en el ámbito de la cocina, sino en muchos más sectores.