C-espacio, el espacio en robótica

Cuando se construyeron los primeros manipuladores robóticos, el desplazamiento se realizaba de forma directa, se introducían a mano los ángulos ó distancias de los actuadores y se programaba un bucle de trabajo. Con el avance de la electrónica y de los sistemas de comunicación, se puso en práctica el método inverso, este consiste en indicar una coordenada y una orientación de la pinza y el procesador calcula como se deben disponer las articulaciones. El método inverso lleva asociado una dificultad de carácter matemático y computacional, esta se debe al C-espacio.

El C-espacio es la región donde puede posicionarse un robot ó manipulador, teniendo en cuenta los obstáculos y la capacidad de sus articulaciones. Un ejemplo muy sencillo es un servomotor, este puede girar de 0º a 180º y tiene un solo grado de libertad. se intuye que su C-espacio es un arco de circunferencia (Sin obstáculos). Si calculamos el problema inverso se obtiene la solución con gran facilidad.

Manipulador simbólico

Pero veamos ahora un robot industrial de 6 grados de libertad (6 grados de libertad es el mínimo para conseguir cualquier orientación espacial), en este caso el C-espacio será difícil de intuir y resolver el problema inverso será muy complejo. Esto es porque una posición tiene una elevada cantidad de orientaciones, y para adquirir una sola, se debe cumplir que el punto este en el C-espacio, en el manipulador no se intercepten los eslabones, y si la posición es de frontera existan orientaciones mínimas.

C-espacio del manipulador anterior

Tradicionalmente los C-espacios, se obtenían mediante la interpolación de una nube de puntos del espacio, hoy en día se está desarrollando el método de convoluciones y espacios complejos mayores de R3 para almacenar la información que existe de la posición.