Generación de patrones de locomoción a través de una red neuronal óptica para un robot hexápodo

Abstract

En esta tesis se presenta un acercamiento de los sistemas ópticos en la ingeniería neuromórfica. A grandes rasgos se desarrolló un generador de patrones central (CPG) utilizando un microcontrolador de bajo costo y de fácil acceso (ATMEL238P), montado en la placa de Arduino Uno. El CPG desarrollado es capaz de interpretar cadenas binarias para generar señales pulsadas, capaces de controlar actuadores y posicionarlos en ángulos específicos. Se diseñaron 4 neuronas, que son una cantidad pertinente para producir movimientos síncronos para un hexápodo. Dichas neuronas son conectadas a un dispositivo que genera ondas electromagnéticas en el espectro del infrarrojo cercano (700 nm - 2500 nm). Específicamente, el dispositivo seleccionado emite en un rango desde 900 nm hasta 1000 nm, ya que por debajo de los 700 nm (luz visible), tiende a haber demasiadas perdidas debido a la interferencia con la luz ambiental. En las telecomunicaciones es muy común implementar láseres como la fuente de radiación, pero de igual manera, se pueden utilizar diodos emisores de luz (LED), los cuales son capaces de ser modulados con frecuencias de hasta 1 GHz, que es una frecuencia pertinente para la aplicación desarrollada en ese trabajo de tesis. Por otra parte, como la luz emitida por los LEDs convencionales no es coherente y viaja en todas direcciones, resulta más sencillo confinar la luz en una fibra óptica plástica (POF), misma que será trasmitida hasta un receptor óptico diseñado de acuerdo con nuestras necesidades, para traducir los pulsos de luz en señales eléctricas que interpreten los actuadores del robot.