La integración de dispositivos hápticos en aplicaciones de entrenamiento virtual es una tarea compleja que requiere la integración de una variedad de librerías de software. Este trabajo se concentra en explorar la eficiencia de distintas librerías de detección de colisiones al utilizar modelado mixto (superficial/volumétrico) 3D de objetos en una escena virtual. Aplicando herramientas software de código abierto se desarrolla un entorno de interacción tridimensional con posibilidades de realimentación de fuerzas y de interacción entre componentes virtuales. Se presentan pruebas de interacción virtual con dos dispositivos hápticos, midiendo tiempos de inicialización, cuadros por segundo y consumo de RAM. Los resultados obtenidos argumentan la selección de la librería PhysX comparada con la librería V-Collide, para el análisis en la detección de colisiones en un entorno virtual con realimentación táctil.

This work proposes a new method to find an optimal solution of the inverse problem of the Boussinesq equation for ill-posed problems, applicable in the reconstruction of triaxial forces for processing contact data in tactile decoding systems. This paper focuses on the estimation of triaxial forces from normal stress tactile sensor arrays on flat non-deformable surfaces for single static contacts. This method estimates a triaxial force vector on the sensor coverage surface for each stress value from the relation between the stress data and the applied normal and tangential contact forces. The main contribution of this work consists of a new procedure for estimating contact forces simplifying both arithmetic operations and the optimization process used. Because of this, obtaining a force estimation has a predictable computation time, which makes this new method an attractive solution for implementation in hardware-based real-time tactile sensing systems. The verification process was conducted using a Finite Element Analysis (FEA) as a reference. When testing tactile sensors in a range of sizes and resolutions for piezoelectric and piezoresistive technologies, a maximum estimation error of 10.93% was obtained, including errors due to the array discretization.

This paper presents a contribution to the state of the art in the design of tactile sensing algorithms that take advantage of the characteristics of generalized sparse matrix-vector multiplication to reduce the area, power consumption, and data storage required for real-time hardware implementation. This work also addresses the challenge of implementing the hardware to execute multiaxial contact-force estimation algorithms from a normal stress tactile sensor array on a field-programmable gate-array development platform, employing a high-level description approach. This paper describes the hardware implementation of the proposed sparse algorithm and that of an algorithm previously reported in the literature, comparing the results of both hardware implementations with the software results already validated. The calculation of force vectors on the proposed hardware required an average time of 58.68 ms, with an estimation error of 12.6% for normal forces and 7.7% for tangential forces on a 10 × 10 taxel tactile sensor array. Some advantages of the developed hardware are that it does not require additional memory elements, achieves a 4× reduction in processing elements compared to a non-sparse implementation, and meets the requirements of being generalizable, scalable, and efficient, allowing an expansion of the applications of normal stress sensors in low-power tactile systems.

En este artículo se muestra la implementación de un sistema de teleoperación para controlar la posición del efector final del robot manipulador AL5A, a partir de una caracterización y modelamiento cinemático, integrado con herramientas computacionales para comparar el desempeño de tres tipos de dispositivos maestros, un joystick de video juegos, un teléfono móvil y la interfaz háptica Novint Falcon™. Se exploran además dos canales de comunicaciones hacia la zona remota de forma cableada e inalámbrica. Los resultados obtenidos permiten seleccionar como maestro al dispositivo háptico considerando el efecto de un movimiento tridimensional desde la estación de teleoperación local. Bajo las condiciones de la interfaz gráfica desarrollada y las características del software y hardware utilizado, se descarta la comunicación hacia la zona local con protocolo XBee® por los retardos de respuesta que no garantizan seguimiento de posición del robot esclavo.

FEM simulation of Hertzian and non-Hertzian contact

Se presenta el diseño, construcción y evaluación del desempeño de un sistema de posicionamiento utilizado para la deposición de recubrimientos con partículas fundidas o memifundidas, mediante el empleo de una antorcha CastoDyn Ds 8000 de proyección térmica con combustión de oxiacetileno. El diseño se ha hecho con parámetros obtenidos en el laboratorio de materiales de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, y la información determinada a partir de la evaluación del dispositivo, permite controlar las principales variables del proceso como la distancia de proyección,el flujo de polvo, la velocidad de la antorcha y la velocidad de rotación del porta muestras; esto se ha visto en los recubrimientos realizados en las pruebas de aplicación de circona/níquel sobre un sustrato de acero al carbono y analizados con Microscopia Electrónica de Barrido – MEB.