Diseño e implementación de un observatorio robótico teleoperado basado en Robot Operating System

Design and implementation of a robotic observatory teleoperation based on Robot Operating System

Un observatorio astronómico requiere de cielos nítidos y nula contaminación lumínica para cumplir eficazmente su cometido, razones por las que debe ser ubicado en zonas alejadas de áreas urbanas y/o áreas pobladas y, por tanto, frecuentemente deben ser operados remotamente. En este trabajo, se postula la hipótesis de que el framework de Computación Distribuida “Robot Operating System (ROS)”, utilizado en el desarrollo de la robótica, permitiría la construcción de sistemas de teleoperación, si se homologa la estructura de un telescopio con la estructura de un Robot. La hipótesis se verifica, desarrollándose los drivers necesarios, para operar remotamente el observatorio ubicado a 90 kilómetros de la ciudad de Antofagasta. Los resultados obtenidos, permitieron confirmar la hipótesis, lográndose teleoperar el observatorio “Ckoirama” de la Universidad de Antofagasta (ubicado a 90km de la ciudad de Antofagasta), desde una sala de control situada en la ciudad a través de internet y una red privada virtual (VPN) vía señal 3G. Los exitosos resultados permiten potenciar el desarrollo de sistemas de control para observatorios remotos, sin necesariamente depender del escaso y costoso personal experto en astroingeniería, pues existiría mucho desarrollo reutilizable en ROS.

INTRODUCCIÓN

En astronomía, existen dos grandes tipos de observatorios: radiotelescopios y ópticos, ambos son afectados por la densa capa de atmósfera que se encuentra a nivel del mar. Respecto de factores de contaminación, el primero es afectado por ondas de radio emitidas por los aparatos electrónicos, mientras que el segundo por la luminosidad; razones por las cuales, observatorios profesionales deben ser instalados distantes de centros urbanos, generalmente en altas montañas.

Un observatorio, consta de variables que deben ser controladas al igual que en un sistema robótico. Lograr el soporte requerido para un software de control en astronomía es muy costoso, principalmente porque según explica Gianluca Chiozzi en 1, la comunidad Astronómica es reducida, distribuida y altamente especializada, por tanto es vital el idear soluciones que permitan enfrentar este problema a un menor coste, sobretodo en observatorios pequeños y escasos de recursos financieros. ROS es un framework de software libre, soportado por una amplia comunidad de desarrolladores en el mundo entero.

En este trabajo se propone utilizar "Robot Operating System" (ROS)2 para desarrollar sistemas de control para observatorios. Un enfoque similar es presentado en 3, en el cual un pequeño observatorio es automatizado utilizando ROS.