Diseño óptimo del manipulador de robot 3R mediante el uso de Evolución Diferencial Mejorada implementada en cálculo paralelo

Resumen

En las últimas décadas el gran interés por los Algoritmos Evolutivos (EA) ha impulsado su desarrollo conduciendo a una mejora significativa en su eficiencia y aplicabilidad. Así, los EA se han aplicado para resolver problemas de optimización en diferentes áreas del conocimiento. Un método de optimización prometedor conocido como Evolución Diferencial (DE), que pertenece a la clase de EA, ha atraído la atención de los investigadores. El algoritmo DE es simple, robusto y eficiente. Sin embargo, al probar con problemas clásicos de optimización se advierte que en ocasiones los resultados obtenidos con DE no son tan satisfactorios como se esperaba o que en muchos casos el algoritmo finaliza prematuramente la búsqueda de la solución óptima. Recientemente, con el avance y mayor disponibilidad de la tecnología informática, la comunidad científica ha estado pensando en la implementación de algoritmos de optimización en paralelo con el fin de reducir el tiempo de procesamiento. El objetivo principal de este trabajo es presentar una mejora del método de optimización de Evolución Diferencial, proponiendo modificaciones al algoritmo básico mediante el uso de complejo barajado y haciéndolo capaz de trabajar con computación paralela. La metodología propuesta se aplica al diseño óptimo de un robot manipulador ortogonal 3R que tiene en cuenta las características de su espacio de trabajo. Para ello, se formula un problema de optimización multiobjetivo para obtener los parámetros geométricos óptimos para el robot. El volumen máximo del espacio de trabajo, la rigidez máxima del sistema y la destreza óptima se consideran funciones multiobjetivo. Los resultados muestran que el procedimiento representa una alternativa prometedora para el tipo de problema presentado anteriormente.