Súper reto mBot: robot resuelve laberintos.

Ya podemos lanzarnos con uno de los grandes retos clásicos de programación si hablamos de robots móviles autónomos: escapar del laberinto.

Os hablé de los robots diseñados para resolver laberintos pero ahora lo vais a poder realizar vosotros mismos utilizando el kit básico de mBot de Makeblock, sin ningún sensor o servo adicional. Vuelve a leer aquel artículo para ponerte en situación y recordar los diferentes algoritmos que se suelen utilizar.

Existen diferentes tipos de laberintos pero si esta es vuestra primera vez programando un robot resuelve laberintos lo mejor será empezar por algo “sencillo”. Nuestro laberinto tendrá su entrada y salida en el perímetro y no contendrá islas ni lazos cerrados.  Puede haber divergencia de caminos y callejones sin salida. Estos tres ejemplos de laberintos podrían servir. Nuestro robot debe ser capaz de resolver cualquiera de ellos.

Para resolver este tipo de laberintos será suficiente con implementar un algoritmo para robot seguidor de paredes. Este algoritmo consiste en mantener el seguimiento de una pared priorizando un lado, derecha o izquierda, y mantener el seguimiento hasta encontrar la salida del laberinto. Una calle sin salida hay que tomarla como una pared que no acaba.

La mayoría de laberintos recreativos que hay en grandes jardines y parques son laberintos de este tipo precisamente por seguridad, para que puedan ser resueltos sencillamente siguiendo una pared.

Para poder entender mejor cómo funciona un seguidor de pared aquí podéis ver cómo debería resolver mBot uno de los laberintos que os mostraba arriba dando prioridad a la derecha o a la izquierda. El algoritmo no es lo complicado, viendo el diagrama se puede entender el funcionamiento, lo interesante es averiguar la manera de implementarlo en nuestro robot, en este caso con mBot de Makeblock.

¿A que ahora se entiende mejor? Te sorprenderías de la cantidad de laberintos que  se pueden resolver así.

Cuando vayáis haciendo pruebas no hace falta que utilicéis un laberinto de pruebas tan grande como los que os he mostrado. Si conseguís que el robot resuelva un laberinto pequeño, podrá resolver uno grande. Realmente no importa el tamaño del laberinto mientras sea de este tipo.

Una vez conocida la solución que le vamos a dar al problema, llega el momento de diseñar la implementación, tanto a nivel de mecatrónica y utilización de sensores como de programación.

En la mecatrónica y sensores ya hemos realizado el reto 8 para poder seguir una pared con el sensor de ultrasonidos y el reto 10 para detectar una pared frontal con el sensor sigue líneas. Ha habido que echar mano del pensamiento lateral puesto que para los retos con mBot nos estamos limitando al set básico, sin sensores adicionales. Precisamente el objeto de limitar el uso de sensores al kit básico es que podáis potenciar vuestro pensamiento lateral con el uso de los recursos disponibles.

 

Y en la parte de programación también tenéis mucho trabajo hecho con los retos anteriores, sólo falta juntar todo y darle forma. Debéis pensar que el robot se puede encontrar con cruces, giros a derecha o izquierda y callejones sin salida.

Dejaremos unas semanas para resolver este súper reto.

Si tenéis alguna duda sólo tenéis que comentar. ¡Ánimo!

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Solución reto mBot resuelve laberintos.

En el vídeo podéis ver la solución para crear un robot resuelve laberintos con mBot utilizando mBlock.

Hay otras posibles soluciones sobretodo si utilizásemos algún servo o varios sensores de ultrasonidos, pero recordad que queremos resolverlo con los elementos del kit básico de mBot, sin ningún sensor adicional.

He seguido la dirección que habíamos ido viendo en retos anteriores, utilizando un algoritmo seguidor de pared dotando al robot de capacidad para avanzar paralelo a la pared de su derecha, tal y como vimos en el reto 8 utilizando el sensor de ultrasonidos montado de lado, y que pueda detectar giros a izquierda debido a paredes detectadas delante tal y como explicamos en el reto 10 detectando obstáculos con sensor sigue líneas montado frontal.

Como en la mayoría de ocasiones no os comparto el programa para descargar porque es más practico que lo hagáis vosotros aunque sea copiando del video, os ayudará a entender su funcionamiento. Los valores de velocidades y distancias deben de ser adaptados a las características de vuestro robot, sobre todo dependiendo de la alimentación que utilicéis. Probad y depurad el programa a vuestro gusto hasta que el robot sea infalible, y plantead otras soluciones si se os ocurren.

Actualización programa mBot resuelve laberintos con dos sensores de ultrasonidos.

Otra opción es montar un sensor de ultrasonidos en la parte frontal del robot en vez de utilizar el sensor sigue líneas que se utilizó para no utilizar sensores adicionales a los que vienen con el kit básico.

En este caso, además del sensor de ultrasonidos instalado en el lateral, instalaremos un segundo sensor de ultrasonidos en la posición habitual de mBot, en la parte delantera.

Las variaciones que hay que hacer en el programa son mínimas, pero vamos a detallarlo a través de un vídeo:

Recordad que este tipo de algoritmo no resuelve absolutamente todos los laberintos. ¿Os atrevéis a avanzar un poco más y probar otros algoritmos de resolución? ¿Sabríais memorizar el recorrido que va haciendo mBot?

Hemos conseguido que mBot resuelva el laberinto, pero todavía no es “inteligente”. En un futuro volveremos sobre los laberintos para seguir avanzando en la programación de robots autónomos inteligentes.

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ACTUALIZACIÓN: Podéis consultar este tutorial para cargar el programa en mBot ya que en el vídeo del reto resuelve laberintos no llegaba a verse.

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Si queréis ser vosotros los que lancéis el reto con Lego Mindstorms EV3, mBot o Arduino no tenéis más que poneros en contacto o dejar un comentario.

Cada semana un nuevo reto, estad atent@s!