Estudio e implementación de técnicas neuro-fuzzy en el contexto de la mejora de los métodos clásicos en diferentes aplicaciones de la ingeniería

  1. Ginés Coll Barbuzano
Supervised by:
  1. Graciliano Nicolás Marichal Plasencia Director

Defence university: Universidad de La Laguna

Year of defence: 2011

Department:
  1. Ingeniería Agraria, Náutica, Civil y Marítima

Type: Thesis

Teseo: 315503 DIALNET

Abstract

El trabajo de esta tesis está enmarcado dentro del campo de los sistemas neuro-fuzzy, focalizando la atención en su aplicación en ingeniería, haciendo especial hincapié en la mejora de técnicas clásicas utilizadas para controlar los movimientos de las cabezas robóticas de bajo costo. Comenzamos en el capítulo 1 dando los fundamentos de las redes neuronales y de la lógica fuzzy. Este capítulo constituye una base esencial para el seguimiento de la memoria dado que los esquemas neuro-fuzzy se basan en las redes neuronales y la lógica fuzzy. En el capítulo 2 describimos más a fondo los esquemas neuro-fuzzy, haciendo especial hincapié en su clasificación y características más relevantes. En el capítulo 3 se establece un panorama general de los ejemplos de cabezas robóticas con similar morfología a las estudiadas en esta tesis. Posteriormente se describen en detalle las cabezas tomadas en consideración y el diseño de la aplicación de simulación para las mismas. Por último, se presenta el desarrollo realizado para la implementación de una plataforma que permita la experimentación de las técnicas mostradas en el capítulo 4. En el capítulo 4 se comienza detallando el esquema neuro-fuzzy empleado, para seguidamente mostrar las diferentes técnicas basadas en este esquema neuro-fuzzy propuestas en esta memoria. Concretamente, se tratan dos morfologías de cabezas robóticas de bajo coste. La primera resulta adecuada para su incorporación a diferentes vehículos dado su bajo peso y coste. Las políticas de control de movimientos en este caso se dirigen a la consecución de movimientos rápidos con aceptables requerimientos de tiempo y precisión. La segunda sin embargo se corresponde con una cabeza de sobremesa diseñada con el objetivo de interaccionar visualmente con humanos. En este contexto las políticas de control introducen nuevos requerimientos al efecto de tener presente esta interacción con humanos. En dicho capítulo se muestran diferentes resultados de la aplicación de estas técnicas en ambos casos. En el capítulo 5 por su parte se introduce el problema de la obtención de reglas a partir del esquema neuro-fuzzy ya entrenado. Al objeto de simplificar el problema para la obtención de las reglas obtenidas y su posterior interpretación se ha estudiado un problema particular de reconocimiento de señales viales horizontes mediante un dispositivo infrarrojo. Se expone en este capítulo una metodología particular para obtener las reglas y asociarlas a contextos particulares. Adicionalmente, en el capítulo se indica como este esfuerzo por extraer, separar e interpretar las reglas puede ayudar a diseñar otras políticas de actuación. Concretamente se trata el problema del diseño de políticas de frenado de un vehículo basadas en los resultados obtenidos para el sistema neuro-fuzzy utilizado.