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Basic Information about Robotics and Automation Group - GAR

Director Andrés Jaramillo Botero (now @ Caltech)
Institutions Pontificia Universidad Javeriana - Cali
Research Areas Process Automation, Robotics, Nanoscale Science and Engineering
Starting Date 1995/05/01

Vision


By 2010, the full-time researchers of the Robotics and Automation Group at the Pontificia Universidad Javeriana in Cali should have achieved recognized proficiency in the formal treatment of open problems related to the strategic areas established, in order to produce innovative and transferable solutions for the benefit of society.

Objectives


  • Approach and solve open problems at the state of the art in Artificial Autonomous Systems.
  • Support postgraduate studies of its research personnel, at masters and doctoral levels, in order to achieve critical mass in the discovery of new knowledge, theoretical or applied, within the subjects of interest to the group.
  • Consolidate the necessary resource required for the development of proposed research areas at the state of the art.
  • Achieve a sustained national and international exchange of researchers.
  • Establish and maintain cooperative research efforts with recognized centers, at a national and international level, within the pertinent scientific fields of interest.
  • To apply accumulated knowledge in an innovative manner and in the form of transferable technological products according to societal needs.
  • Maintain individual and collective compromise with intellectual property protection via patenting and copyright, as well as with licensing to third parties.
  • Participate actively in the creation of technology based firms (spin-offs) derived from research results.
  • Communicate appropriately, in recognized events or indexed publications, and in a timely fashion the results of research activities.
  • Promote the formation of young researchers.

Marco Conceptual


El estado de la cuestión se determina a partir del reconocimiento de las etapas necesarias en la concepción y desarrollo de un automatismo. Automatizar implica controlar la ocurrencia de eventos conducentes a la obtención de una respuesta deseada. Entendiendo una planta como un objeto a controlar, un proceso como la operación a controlar y un sistema como la combinación de componentes actuando conjuntamente para cumplir un objetivo determinado (considerando todas las variables que intervienen, incluyendo perturbaciones), un procedimiento típico de automatización puede enumerarse de acuerdo a la siguiente secuencia:

  1. Análisis,
  2. Especificación formal,
  3. Modelado,
  4. Simulación,
  5. Diseño y desarrollo ingenieril,
  6. Verificación y pruebas.

Aplicando la anterior secuencia en el contexto de emular los sistemas biológicos humanos, se reconoce el estado del arte en la capacidad humana para percibir, para moverse autónomamente y para enlazar sus subsistemas de percepción-razonamiento-motricidad mediante un subsistema de comunicación efectivo. En el desarrollo de sistemas artificiales bioinspirados en funcionalidad, altamente adaptables/flexibles, representados a partir de modelos formales, validados mediante confrontación con datos experimentales, e implementados mediante elementos de construcción humana para sustitución, complemento o augmentación se encuentra al nivel del estado del arte.

Challenges


Retos


El reto está en la producción de sistemas autónomos automáticos con capacidades análogas a las del ser humano, en términos de motricidad, percepción y razonamiento.

El reto en ciencia de nanoescala (concretamente del desarrollo de automatismos y dispositivos autónomos de dimensiones nanométricas) conduce a la manipulación directa e intencionada de la materia al nivel atómico para la construcción mecánica de estructuras moleculares 3dimensionales.

Strategic Plan


El principal foco investigativo del grupo se centra en el descubrimiento y/o la comprensión fundamental de los procesos físicos y mentales inherentes al ser humano. De particular relevancia se consideran los mecanismos de percepción (de cuál se deriva el razonamiento), motricidad y su integración mediante elementos de comunicación con exigencias de tiempo real. La representación de estos mecanismos mediante modelos formales y su aplicación en múltiples contextos útiles en el mejoramiento de la calidad de vida humana/animal/vegetal a través de sistemas artificiales de base híbrida (electrónica, computación, mecatrónica) representa el reto tecnológico del grupo.

El plan de trabajo del grupo incluye:

  1. Preparación formal de sus miembros a nivel de doctorados y maestrías, en cuestiones pertinentes al objetivo propuesto.
  2. Desarrollo de competencias en: Análisis de procesos; Especificación formal de soluciones; Modelado; Técnicas de simulación; Adecuación y Procesamiento de Señales; Teoría de Control y Supervisión; Diseño de Actuadores y sensores; Co-diseño hardware/software; Verificación formal y pruebas; y Métodos formales de validación.
  3. La consolidación de los recursos físicos y lógicos necesarios para un desarrollo adecuado de la línea de investigación.
  4. Establecimiento y mantenimiento de relaciones con centros reconocidos en el campo de trabajo investigativo y áreas complementarias (V.gr. fisiología), a nivel nacional e internacional, de forma que se pueda conseguir un intercambio sostenido de investigadores con rotación periódica y lograr la presencia sostenida de doctorandos en los grupos o centros asociados.
  5. Precisar el foco científico del grupo en las áreas de: automatización de procesos mediante técnicas bioinspiradas y robótica de manipuladores y sistemas autónomos de alto rendimiento y con capacidad perceptil.
  6. Cubrir múltiples escalas de espacio y tiempo, con especial atención a la ciencia de nanoescala y el desarrollo de nanodispositivos.

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