Desarrollo de un sistema robótico para la conducción autónoma de carros de compra en entornos estructurados (2025)
El presente trabajo describe el desarrollo de un sistema robótico para la conducción autónoma de carros de compra en entornos estructurados, con el objetivo de mejorar la experiencia del usuario a la hora de localizar productos y mejorar la eficiencia operativa en tiendas minoristas. Para lograrlo se diseñó e implementó una plataforma basada en ROS 2, que hace uso de algoritmos de navegación autónoma, planificación de rutas y evasión de obstáculos, dentro de la arquitectura del sistema se incluye una interfaz gráfica de usuario que permite la selección de productos y el seguimiento en tiempo real del proceso de compra. Para desarrollar exitosamente el proyecto, se siguió la metodología de proceso racional unificado (con siglas, RUP) integrado a la metodología concurrente de Ulrich, a través de la cual se realizaron cuatro fases; el diseño estructural de la plataforma robótica, el desarrollo de la interfaz de usuario, la implementación del sistema en un entorno simulado y su validación en un entorno real. Se realizaron pruebas en simulación haciendo uso de Gazebo para luego llevar a cabo pruebas en el prototipo real, entre las cuales se destaca la validación de precisión, repetibilidad y eficiencia en la navegación. Dentro de los resultados se destaca que el sistema alcanzó una precisión de navegación con un error promedio de 0.223 m y una consistencia de navegación del 98.7% en entornos sin obstáculos dinámicos, a pesar de esto, se identificaron oportunidades de mejora en escenarios con alta densidad de obstáculos dinámicos. En cuanto a la optimización de rutas, se obtuvo una eficiencia del 79.84% en comparación con la ruta teórica, la cual ignora obstáculos. Adicionalmente el funcionamiento de la interfaz gráfica fue evaluado mediante pruebas de usabilidad con 21 usuarios, divididos en grupos por su experiencia al utilizar sistemas robóticos, obteniendo una calificación promedio de 85.24, lo cual indica una experiencia de usuario positiva, pero con posibilidad de mejora, especialmente para usuarios de menor experiencia. A partir de las pruebas experimentales realizadas en condiciones de laboratorio, se pudo concluir que la implementación de este tipo de sistemas podría representar una solución viable para mejorar la experiencia del cliente durante su proceso de compra