Task planning implementation in cobotic workspaces

Abstract

Los sistemas robóticos colaborativos (cobóticos) requieren la integración de planeación de tareas, interacción humano-robot, información del espacio de trabajo, interfaces, criterios de validación y restricciones de despliegue. En la práctica, muchas implementaciones enfatizan componentes técnicos aislados y dejan poco estructurado el proceso de implementación de punta a punta. Este trabajo propone una guía para implementar planeación de tareas en entornos cobóticos, organizada como un flujo completo que cubre etapas de diseño, codificación, alistamiento y experimento.

La guía propuesta estructura el proceso de implementación desde la definición de la actividad colaborativa y el contexto del espacio de trabajo, hasta la selección de tecnologías de planeación, el diseño de la arquitectura de control, la integración de software, las pruebas en simulación, el alistamiento físico y la validación experimental. La guía busca apoyar implementaciones reproducibles y trazables en escenarios cobóticos reales, manteniendo al mismo tiempo suficiente generalidad para adaptarse a diferentes tecnologías de planeación de tareas y dominios de aplicación.

Para evaluar la aplicabilidad práctica de la guía, se desarrolló un escenario cobótico controlado con una única arquitectura de control implementada y se validó mediante tres experimentos. El escenario usó una arquitectura modular con componentes de planeación de tareas, representación digital del espacio de trabajo, interacción humana y ejecución robótica. Los experimentos emplearon supuestos simplificados de planeación de movimiento para el caso de uso seleccionado y se utilizaron como evidencia de que la guía puede seguirse para obtener un sistema integrado funcional y ejecutar pruebas reales de validación.

La contribución principal de este trabajo es metodológica: una guía estructurada de implementación para aplicar planeación de tareas en entornos cobóticos. La implementación reportada respalda la viabilidad de la guía en un caso real y proporciona una base para futuras réplicas, refinamientos y evaluaciones comparativas más amplias en otros entornos cobóticos. (Texto tomado de la fuente)

Collaborative robotic (cobotic) systems require the integration of task planning, human-robot interaction, workspace information, interfaces, validation criteria, and deployment constraints. In practice, many implementations emphasize isolated technical components while leaving the end-to-end implementation process weakly structured. This work proposes a guide for implementing task planning in cobotic workspaces, organized as a complete workflow that covers design, coding, setup, and experiment stages.

The proposed guide structures the implementation process from the definition of the collaborative activity and workspace context to the selection of planning technologies, controller architecture design, software integration, simulation testing, physical setup, and experimental validation. The guide is intended to support reproducible and traceable implementations in real cobotic scenarios, while remaining sufficiently general to accommodate different task-planning technologies and application domains.

To evaluate the practical applicability of the guide, one controlled cobotic workspace scenario with a single implemented controller architecture was developed and validated through three experiments. The scenario used a modular architecture with task planning, digital workspace representation, human interaction, and robot execution components. The experiments employed simplified motion-planning assumptions for the selected use case and were used as evidence that the guide can be followed to obtain a working integrated system and execute real validation trials.

The main contribution of this work is methodological: a structured implementation guide for applying task planning in cobotic workspaces. The reported implementation supports the feasibility of the guide in a real case and provides a basis for future replications, refinements, and broader comparative evaluations in other cobotic environments.