Antecedentes

En marzo 2017 dentro del programa del año dual Alemania – México 2016 – 2017, el profesor Christian Lemaitre recibió en comodato un carro autónomo a escala 1:10 construido por el grupo de robótica de la Universidad Libre de Berlín dirigido por el Dr. Raúl Rojas González. Con la anuencia del Rector de la Unidad Cuajimalpa , Dr. Eduardo Peñalosa Castro, el Dr. Lemaitre convocó a la comunidad de profesores de campo de la computación de la Unidad Cuajimalpa de los Departamentos de Tecnologías de la Información y de Matemáticas Aplicadas y Sistemas , a participar en las actividades y reuniones de discusión para la elaboración de un plan académico en torno al coche autónomo y a las tecnologías que involucra.

La primera acción de coordinación consistió en la conformación de un equipo de seis alumnos de las licenciaturas de Ingeniería en computación y de Tecnologías y sistemas de información que asistieron al taller de iniciación a la programación y uso del coche autónomo y de sus componentes. Participaron por TSI-CCD Javier Mendoza Almanza, Tonantzin Siurob, Alejandro Ibañez, y por IC-CNI Iván Yossi Santamaría, Carlo Ferado y Jorge Sierra Florido.

A raíz de esta primera experiencia y de las discusiones que siguieron, profesores y alumnos de las divisiones de CCD y CNI decidieron crear una red académica en torno al tema de los agentes autónomos denominada: Red de aprendizaje, investigación y desarrollo de agentes autónomos (RAIDA) y someter la presente solicitud de financiamiento en el marco de la convocatoria 01/2017 del LABCIT.

Objetivos

Objetivo General Inicial

Consolidar la RAIDA como un espacio de convergencia institucional que genere y promueva proyectos de docencia, investigación y desarrollo, disciplinarios e interdisciplinarios en torno a las tecnologías involucradas con el coche autónomo, su integración, y su aplicación en el contexto de las ciudades en transición.

Objetivos particulares iniciales

Fomentar la colaboración entre los miembros de la red, así como con otros grupos académicos, tanto en temas de investigación como en la creación de recursos humanos.
Recopilar, crear y distribuir recursos tecnológicos y herramientas para acelerar el desarrollo de la investigación en el área, con especial énfasis en dominio de las tecnologías involucradas en el adecuado funcionamiento del coche autónomo.
Promover la investigación interdisciplinaria al impulsar la interacción e intercambio de ideas entre los miembros de la red y especialistas de otras disciplinas.
Propiciar el diálogo con la comunidad interesada en analizar y discutir sobre las implicaciones sociales y económicas de la implantación generalizada de las tecnologías de agentes autónomos en el marco de las Ciudades en Transición.

Problemáticas a ser abordadas

Las perspectivas de desarrollo de proyectos de investigación, de docencia y de vinculación en el seno de la red RAIDA, se abren a múltiples aplicaciones de los agentes autónomos en entornos sociales. En ese sentido existe una coincidencia importante con los objetivos del Laboratorio de las Ciudades en Transición (LABCIT) de reciente creación en la Unidad Cuajimalpa, en particular en lo que se refiere a: “explorar nuevas formas de organización para realizar proyectos de investigación multidisciplinarios, que atiendan a los graves problemas que aquejan a las urbes”. Las perspectivas de la introducción de las tecnologías asociadas con agentes autónomos en la vida diaria de nuestras urbes, como vehículos autónomos, casas “inteligentes”, y otras muchas, hacen necesario reflexionar tanto acerca del desarrollo y dominio de estas tecnologías como en sus implicaciones económicas, ambientales, sociales y humanas. Es en este sentido que RAIDA propone buscar sinergias con las actividades promovidas en el seno del LABCIT. La presente propuesta se enmarca en la línea representativa de LABCIT: “Ciudad y nuevas tecnologías de la información”. Los sensores montados en el coche autónomo, en particular las cámaras y el rplidar son generadores de grandes volúmenes de datos en tiempo real que han de ser procesados lo más eficientemente posible para poder ser, posteriormente, integrados por medio de complejos programas de planificación y toma de decisiones en tiempo real.

Relevancia y pertinencias

En el contexto de las ciudades en transición, sin duda las investigaciones y los desarrollos en torno a la evolución de la tecnología de transporte en general y de los vehículos autónomos en particular son ya, hoy en día, un tema de gran relevancia. México está incursionando en esta tecnología, gracias al proyecto de la Universidad Libre de Berlín, financiado por el gobierno alemán en el marco del año dual México-Alemania 2016-2017, de donar 24 coches autónomos a grupos académicos mexicanos. Uno de esos coches es el que hemos recibido en la UAM C.

La importancia de esta donación para la UAM C es grande pues nos permitirá posicionarnos rápidamente en una tecnología de vanguardia, aprovechando las enseñanzas de uno de los grupos líderes del campo a nivel mundial.

La pertinencia de conformar la red RAIDA se sustenta en la existencia de una planta de profesores investigadores especialistas en diversas áreas abarcadas por la problemática de los agentes autónomos. Cuajimalpa cuenta con especialistas en visión computacional, planificación robótica, sistemas multivalente, sistemas distribuidos peer to peer, y otras áreas de inteligencia artificial como aprendizaje y procesamiento de lenguaje natural. Tenemos por lo tanto especialistas en las áreas clave de los agentes autónomos, lo que faltaba era la oportunidad para impulsar su cooperación en torno a un proyecto específico.

El fortalecimiento de la recién creada red RAIDA, en torno a las tecnologías involucradas en el coche autónomo, nos permitirá no sólo desarrollar grupos de robótica de alto nivel que podrán extender sus trabajos a otros tipos de agentes autónomos relevantes para las ciudades en transición, sino también, aprovechando el entorno interdisciplinario natural de nuestra unidad, nos permitirá impulsar discusiones y estudios sobre los efectos sociales, económicos y ambientales del uso de estas tecnologías en un futuro no muy lejano en la Ciudad de México.

De suyo la robótica ha sido siempre considerada como un campo de investigación integrador de muy diversas disciplinas de las ciencias de la computación y la ingeniería mecánica y electrónica. En la actualidad con la presencia cada día más notable de sus aplicaciones en el campo económico y social, su carácter potencialmente interdisciplinario se ha fortalecido.

Otro aspecto de la pertinencia de la conformación de RAIDA será la experiencia de iniciar este tipo de desarrollo de proyectos con estudiantes de dos licenciaturas de la Unidad, la LIC y la LTSI.

Participantes

Profesores

CDD
- Dr. Christian Lemaitre León
- Dr. Joaquín Sergio Zepeda Hernández
- Dr. Dr. Christian Sánchez Sánchez
- Dr. Francisco de Asis López Fuentes
- Dr. Carlos Joel Rivero Moreno
- Dr. Carlos Ramírez Pérez
- Dr. Héctor Jiménez Salazar
- Dr. Esaú Villatoro Tello
- Dr. Alfredo Piero Mateos Papis
- Dr. Carlos Rodríguez Lucatero
CNI
- Dr. Jorge Cervantes
- Dr. Montserrat Alvarado
- Dr. Alberto Quezada

Alumnos

IC-CNI
- Iván Yossi Santamaría
- Carlo Ferado
- Jorge Sierra Florido
TSI-CCD
- Javier Mendoza Almanza
- Tonantzin Siurob
- Alejandro Ibañez
PCNI
- Heriberto Zavaleta Morales

Líneas de acción

Apropiación de las tecnologías involucradas en el coche autónomo

El coche autónomo, cómo otros proyectos avanzados de robótica, es el resultado de la integración de diversas tecnologías. En efecto, para poder funcionar correctamente el coche debe procesar una gran cantidad de datos para tomar las decisiones correctas de sus movimientos en el terreno en función de las metas que le hayan sido programadas. El coche autónomo posee una serie de sensores como cámaras, escáner laser y un sistema de medición inercial; unos efectores que gobiernan la tracción de las ruedas y su dirección; un sistema operativo especializado para conectar los distintos programas que procesan esta información y que además aseguran la planeación de las acciones de todas las componentes, así como el control de la ejecución del plan previsto en función de los datos que va recibiendo en tiempo real.

Lograr un correcto funcionamiento del coche autónomo en un entorno definido implica un dominio de todas las componentes descritas.

En la Unidad Cuajimalpa, tenemos profesores especialistas de las diferentes tecnologías involucradas, sin embargo, no contamos aún con un equipo que tenga la experiencia de la integración de todas ellas en un proyecto de la complejidad de coche autónomo. Contar con el coche autónomo de la Universidad Libre de Berlín (ULB) nos brinda la oportunidad de acelerar un proceso de aprendizaje colectivo de profesores y alumnos en torno de este conjunto de tecnologías y de su integración.

Proyecto de participación en la competencia de coches autónomos de 2018

Con el fin de encausar el esfuerzo de aprendizaje y dominio de las tecnologías involucradas en el coche autónomo, la Red RAIDA se plantea como primer proyecto la participación de un equipo de la UAM C de alumnos y profesores en la competencia que se organizará en 2018 bajo la supervisión del grupo de Robótica de la ULB dirigido por el Dr. Raúl Rojas.

La ejecución de este proyecto implica necesariamente la ejecución simultanea de las actividades relacionadas con la línea de acción 1.

Apoyo a iniciativas de investigación con los alumnos de licenciatura y posgrado en torno a las tecnologías propias de los agentes autónomos

Apoyo a iniciativas de investigación en torno a las repercusiones sociales de estas tecnologías

Resultados esperados

Creación y mantenimiento por los miembros de RAIDA de un sitio web que sirva de medio de comunicación, de organización de actividades de los grupos, de repositorio de todos los materiales didácticos disponibles, así como de los materiales y artículos elaborados por los miembros de RAIDA. Además de mantener la lista actualizada de los miembros de RAIDA estudiantes y académicos, el sitio Web se enlazará con los sitios de los demás grupos que poseen un coche autónomo proveniente de la Universidad Libre de Berlín y otros grupos afines.
Estado del arte actualizado sobre agentes autónomos.
Cartera de proyectos de investigación susceptibles de ser sometidos a instancias externas.
Reporte de los trabajos realizados por los miembros de la red: proyectos terminales, materiales didácticos, artículos de investigación, artículos de divulgación.
Reporte de las acciones llevadas a cabo conjuntamente con otros grupos académicos similares, nacionales o extranjeros.
Reporte del seminario de RAIDA.
Reporte sobre reuniones de trabajo de los miembros de la Red por grupos de interés o “nodos”.
Catálogos recopilados sobre recursos, herramientas e infraestructura.
Participación en la competencia de coches autónomos impulsada por la Universidad Libre de Berlín en la primavera de 2018 (esta actividad central de RAIDA será financiada por fuentes alternas a LABCIT)

La obtención de estos resultados permitirá darle al proyecto RAIDA la fortaleza necesaria para volverse en un mediano plazo un grupo de investigación referente en torno a las temáticas relacionadas con los agentes autónomos.

Calendario de actividades

Primer trimestre (inicio septiembre 2017)

Puesta en marcha del sitio web de RAIDA cuyos objetivos serán: concentración de información sobre las tecnologías de los agentes autónomos, coordinación de los equipos de trabajo (nodos de la red) y difusión de contenidos y actividades.
Seminario RAIDA
Inicio de al menos tres proyectos terminales
Establecimiento de al menos tres núcleos (nodos) temáticos de trabajo pertenecientes a la Red con la participación de estudiantes de licenciatura (LCI, LTSI)
Primeros resultados de los trabajos de procesamiento de las cámaras y el rplidar

Segundo trimestre (inicio diciembre 2017)

Seminario RAIDA
Elaboración de materiales didácticos de robótica enfocados al coche autónomo, que podrá incorporarse en diferentes UEA optativas de las dos licenciaturas.
Reuniones con grupos de otras IES que poseen coches autónomos similares para conformar una red nacional sobre el tema.
Primeros resultados de la integración del procesamiento de las señales captadas por los diversos sensores y de las decisiones de actuación de los efectores (motores)
Primeros resultados de planeación y ejecución de planes de movimientos del coche autónomo
Inicio de nuevos proyectos terminales

Tercer trimestre (inicio marzo 2018)

Seminario RAIDA
Elaboración de un curso de educación continua sobre coches autónomos.
Organización de un coloquio sobre aplicaciones de tecnologías sobre agentes autónomos y sus implicaciones socioeconómicas en las ciudades en transición.
Participación del grupo responsable del proyecto del coche autónomo en la competencia nacional impulsada por la Universidad Libre de Berlín (que deberá ser anunciada a principios de 2018)

Cuarto trimestre (inicio julio 2018)

Seminario RAIDA
Impartición de un curso de educación continua sobre coches autónomos.
Conclusión de los primeros proyectos terminales
Coloquio de organización del trabajo de RAIDA para la elaboración de la cartera de proyectos para el segundo año, incluyendo aquellos que serán presentados para obtener financiamiento externo.

Artículos de interés

Producción científica de los miembros de RAIDA relevante al tema de agentes autónomos

Avilés, H., Alvarado-González, M., Venegas, E., Rascón, C., Meza, I. V., & Pineda, L. (2010). Development of a Tour–Guide Robot Using Dialogue Models and a Cognitive Architecture. In Ibero-American Conference on Artificial Intelligence (pp. 512-521). Springer Berlin Heidelberg.
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Frank-Bolton, P., Alvarado-González, A. M., Aguilar, W., & Frauel, Y. (2008). Vision-based localization for mobile robots using a set of known views. In International Symposium on Visual Computing (pp. 195-204). Springer Berlin Heidelberg.
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El Fallah Seghrouchni, A., Lemaître, C. (2002). A framework for social agents’ interaction based on communicative action theory and dynamic deontic logic. LNAI 2313, Springer.
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