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Tecnologias Inteligentes em Robótica

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Hossian, A Cejas, L., Carabajal, R., Echeverría, C., Olivera, V., Alveal, M. 2015. Aplicación de Tecnologías Inteligentes 
para el Estudio de Conductas de Robots Móviles en Ambientes de Trabajo con Obstáculos Fijos 
Revista Latinoamericana de Ingeniería de Software, 3(5): 197-205, ISSN 2314-2642 
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Aplicación de Tecnologías Inteligentes para el 
Estudio de Conductas de Robots Móviles en 
Ambientes de Trabajo con Obstáculos Fijos 
 
Alejandro Hossian, Lilian Cejas, Roberto Carabajal, César Echeverría, Verónica Olivera, Maximiliano Alveal 
Proyecto de Investigación FRN - UTN 
Plaza Huincul, Neuquén, Argentina 
alejandrohossian@yahoo.com.ar, lcejas@frn.utn.edu.ar, rcarabaj@copelnet.com.ar, checesarito@yahoo.com, 
verolivera@gmail.com, maximilianoalveal@hotmail.com 
 
 
Abstract— La Inteligencia Artificial (IA) encuentra sus raíces 
en distintos mitos y leyendas a lo largo de la historia de la 
humanidad. De manera tal que con el transcurso del tiempo, la 
IA se ha ido nutriendo de un variopinto espectro de tecnologías; 
las cuales han sido y siguen siendo de suma utilidad en distintas 
áreas disciplinares. A tal efecto, y este es el caso del presente 
artículo, corresponde citar el área de estudio de la navegación de 
robots móviles, cuyos tópicos de investigación constituyen un 
aporte sustancial en distintos sectores del desarrollo (industriales, 
medicinales, seguridad, aeroespacial, entre otros). 
El presente trabajo centra su análisis en el comportamiento 
que registran los robots móviles en ambientes de navegación 
estructurados, en los cuales los obstáculos permanecen fijos 
mientras el robot realiza las acciones requeridas por el usuario. 
Los primeros experimentos tuvieron como soporte la aplicación 
de las Tecnologías Inteligentes de las Redes Neuronales 
Artificiales (RNA), los cuales se focalizaron en la implementación 
del algoritmo de aprendizaje supervisado de retropropagación 
del error (backpropagation). Actualmente, y con el propósito de 
mejorar la performance del vehículo robótico con la tecnología 
aplicada, se realizan experimentos mediante la aplicación de 
algoritmos inteligentes de carácter deliberativo, los cuales se 
orientan hacia la planificación de las tareas que el robot debe 
realizar dentro de su entorno de operación. 
Keywords: Artificial Intelligence (AI), Robotic Vehicle, 
Artificial Neural Networks (ANR), Intelligent Algorithms 
I. INTRODUCCIÓN 
En un comienzo, las investigaciones en el campo de la 
robótica se realizaban en base a ambientes de desarrollo con 
células de trabajo fijas en sus posiciones para que el robot 
desarrolle sus tareas, tal es el caso del robot ensamblador o 
soldador en una planta de montaje. 
Los avances tecnológicos fueron tan significativos en los 
diferentes ambientes industriales, que constituyeron una de las 
razones principales para dotar a los sistemas de robots de una 
adecuada capacidad de desplazamiento, más allá de las 
prestaciones que realizaban en sus células de trabajo. Es 
entonces cuando esta disciplina dio en llamarse “robótica 
móvil” y constituye uno de los mayores desafíos que aborda la 
comunidad científica que trabaja dentro del rico y extenso 
campo de la robótica. 
Es importante señalar, que las sucesivas investigaciones 
desarrolladas intentaron proporcionar a estos sistemas móviles 
de un nivel de autonomía suficiente, que le permitan navegar 
en su ambiente de operación y reaccionar ante situaciones que 
no han sido consideradas en su programa de control [1]. 
La navegación permite guiar el curso de un robot móvil a 
través de un entorno con presencia de obstáculos. Se conocen 
diferentes esquemas para llevar a cabo esta tarea, pero todos 
ellos tienen el objetivo común de dirigir el vehículo hacia su 
destino de la manera más segura y eficiente posible. La 
capacidad de reacción que pueda poseer el robot cuando se 
encuentra ante situaciones inesperadas, debe constituir su 
cualidad más distintiva para desenvolverse eficazmente en el 
entorno donde éste deba operar, lo cual indica el grado de 
autonomía que este posee. 
Siguiendo esta línea, en la sección A se presentan los 
principios fundamentales de las RNA; como así también los 
experimentos realizados en el campo de la Robótica Móvil, 
mediante la aplicación de aprendizaje supervisado del tipo 
Backpropagation. En la sección B se hace referencia a las 
características generales de los Algoritmos de Búsqueda, en 
particular las correspondientes a las Técnicas no informadas o 
a ciegas. 
A. Experimentos realizados con Redes Neuronales 
En la primera fase de este trabajo se presentan los 
resultados obtenidos mediante la aplicación de técnicas de 
navegación robótica basadas en redes neuronales con 
aprendizaje supervisado de tipo Backpropagation, 
representativo de las características más potentes del 
paradigma reactivo concerniente a la navegación autónoma de 
robots [2], [3]. Este trabajo se realiza en un marco un poco 
más amplio considerado una evolución del paradigma 
reactivo, que se denomina “Aproximación Basada en 
Comportamientos” [4]. Esto es, los comportamientos 
describen la forma en que se reacciona (en este caso un 
sistema robótico) ante un determinado estado de sensores y 
donde las actuaciones se determinan de manera más elaborada 
que una simple consulta a una tabla de correspondencias, 
realizando cálculos a los efectos de decidir qué acción se debe 
llevar a cabo. 
B. Algoritmos de búsqueda: principios y fundamentos 
Los Algoritmos de Búsqueda constituyen una de las 
tecnologías más importantes de la IA, cuyo objetivo principal 
consiste en hallar una solución válida dentro del espacio de 
estados. Entre otras técnicas que se pueden implementar con 
estos algoritmos se conocen las de búsqueda no informada y 
búsqueda con información. La primera debe su denominación 
a que el problema que se pretende resolver no proporciona 
ninguna información adicional que sirva de soporte para 
encontrar una solución de forma más rápida. En tanto que la 
Hossian, A Cejas, L., Carabajal, R., Echeverría, C., Olivera, V., Alveal, M. 2015. Aplicación de Tecnologías Inteligentes 
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segunda técnica sí proporciona información que ayuda a guiar 
la búsqueda. 
En el presente artículo se utilizan técnicas de búsqueda no 
informada, o también llamada búsqueda a ciegas. En primer 
lugar se muestra un experimento relacionado con la Técnica 
de búsqueda en profundidad, cuyo objetivo central es 
encontrar una ruta entre el nodo raíz y el nodo objetivo; en 
segundo término se hace uso de la técnica de búsqueda en 
amplitud, la cual además de hallar una ruta entre el nodo raíz y 
el nodo objetivo, encuentra la más corta. Cabe destacar a tal 
efecto, que tanto el entorno estructurado como el nodo raíz y 
destino son los mismos a la hora de implementar ambas 
técnicas, a fin de poder medir la performance de cada uno de 
ellos. 
II. EL MODELO PROPUESTO 
En la sección A se menciona brevemente el abordaje de la 
navegación robótica con aprendizaje supervisado mediante la 
aplicación de RNA de tipo Backpropagation. En la sección B, 
se desarrolla el modelo de navegación robótica con algoritmos 
de búsqueda en profundidad; y en la sección C, se aborda el 
mismo problema propuesto en la sección anterior mediante la 
aplicación de algoritmos de búsqueda en amplitud. 
A. Modelo de aplicación de Red de tipo Backpropagation 
La arquitectura de la red neuronal propuesta consta de una 
capa de entrada, una capa oculta y una capa de salida [5]. De 
esta manera, se intenta que el robot pueda realizar trayectorias 
de mayor complejidad que para las que fue entrenado. 
En el proceso de entrenamiento, el vehículo robótico 
recibe información del ambiente en el cual navega; la cual es 
volcada en un mapa sensor – motor, que permite esquematizar 
tal ambiente con obstáculosdefinidos, y a través de un 
software diseñado a tal efecto, se simula su interacción luego 
de su entrenamiento para evaluar su performance bajo las 
premisas del paradigma reactivo. Este mapa sensor-motor se 
traduce en una matriz con la descripción sensorial en cada 
posición de la grilla, que representa el entorno y los posibles 
movimientos en respuesta a los estímulos sensados, conforme 
a las políticas de proximidad y de movimiento [6]. 
De acuerdo al mapa sensor-motor y tras el entrenamiento 
del robot con la tecnología inteligente de la red neuronal 
escogida se evalúa el robot para diferentes ambientes de 
operación. La combinación de rutas definidas para distintas 
configuraciones del ambiente de navegación, constituyen las 
diversas conductas de navegación que exhibe el robot [7]. 
La figura 1 describe el paradigma de red utilizado, 
mientras que las figura 2 y 3 muestran el esquema de la 
organización del ambiente donde navega el robot, consistente 
en una grilla cuyas coordenadas (x, y) se encuadran dentro de 
un eje cartesiano con dos trayectorias diferentes. Este entorno 
visual brinda la información referida a la localización del 
robot (proporcionada por las coordenadas X e Y, que en este 
caso corresponden a 0 según X y a 6 según Y), su orientación 
(dada por Norte, Sur, Este y Oeste), el ambiente propiamente 
dicho, con la ubicación de sus obstáculos (casilleros con 
cruces) y las opciones para entrenar la red, reiniciar el proceso 
cuando sea necesario y simular los pasos de la trayectoria 
seguida por el robot. Asimismo, estas últimas dos figuras 
muestran tanto una trayectoria exitosa y una colisión para el 
mismo entorno partiendo desde otro origen [8]. 
En fase de operación, se procede a presentarle al robot 
otras trayectorias diferentes a las aprendidas para evaluar su 
performance. 
 
Fig. 1. Arquitectura de red de tipo Backpropagation 
 
Fig. 2. Trayectoria exitosa de un robot entrenado con RNA. 
 
Fig. 3. Trayectoria no exitosa partiendo desde un lugar distinto al 
aprendido. 
B. Modelo de aplicación de Algoritmo de Búsqueda 
Los grafos de navegación permiten trabajar con una 
abstracción del entorno real y son usados en la navegación 
robótica cuando se conocen previamente las características del 
ambiente. 
El ambiente se expresa en una grilla donde los casilleros 
oscuros representan los obstáculos y los casilleros libres 
indican el espacio transitable, tal como se observa en la figura 
4 En estos espacios libres se colocan nodos o vértices 
nombrados con letras mayúsculas, como se muestra en la 
 
 
Hossian, A Cejas, L., Carabajal, R., Echeverría, C., Olivera, V., Alveal, M. 2015. Aplicación de Tecnologías Inteligentes 
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figura 5, para luego trazar las aristas posibles que los 
conectan, figura 6. 
 
 
Fig. 4. Entorno propuesto. Fig. 5. Distribución de los nodos. 
 
Fig. 6. Diseño del grafo en el entorno. 
El grafo de este caso estudio cuenta con dieciocho vértices 
o nodos y veinte aristas. Se conoce como grafo de navegación 
o navgraph y permite trabajar con una abstracción de robots 
cuando se conoce previamente las características del entorno 
[9]. 
A partir de la definición de estos elementos, se puede 
entonces comenzar con la presentación de los modelos de 
algoritmos propuestos. 
Cabe destacar que estos algoritmos trabajan con cierta 
información. Es decir, el algoritmo aplicado conocerá cuál es 
el nodo objetivo al que se desea llegar y también puede 
guardar información sobre cuáles nodos y aristas se han 
visitado previamente. 
a) Modelo de aplicación de Algoritmo de Búsqueda en 
profundidad 
El primer algoritmo que se analiza se conoce como Depth 
First Search (DFS) o búsqueda en profundidad. La búsqueda 
que realiza este algoritmo consiste en el descenso hasta el 
máximo nivel de profundidad de la rama llegando hasta al 
nodo más profundo y luego continuar con la siguiente rama. 
Este algoritmo se inicia en un nodo del grafo, considerado 
nodo raíz. A partir de ese punto, observa cuáles son los nodos 
hijo y visita al primero. De este nuevo nodo, ve cuáles son los 
hijos y visita al primero que encuentra. El proceso sigue hasta 
hallar a una hoja, es decir, un nodo que no tenga hijos o a uno 
que esté conectado a nodos que ya se hayan visitado 
previamente. En ese momento, regresa al nodo padre 
inmediato y visita al siguiente hijo del nodo. El proceso 
continua hasta que se encuentra el nodo objetivo o se han 
visitado todos los nodos del grafo. Esto puede observarse 
detenidamente en el diagrama de flujo que se despliega en la 
figura 7. 
Este algoritmo expresado en el pseudocódigo descripto a 
continuación garantiza encontrar una ruta entre el nodo raíz y 
el objetivo, siempre y cuando el nodo objetivo exista y esté 
conectado al grafo. 
 
Fig. 7. Diseño del grafo en el entorno. 
 
Fig. 8. Pseudocódigo del Algoritmo de Búsqueda en Profundidad. 
Desde el punto de vista de la implementación, la búsqueda 
en profundidad utiliza una pila LIFO (Last In First Out). Una 
pila LIFO tiene dos operaciones: una para introducir un dato 
en la pila y otra para extraer un dato de la pila. El dato que se 
extrae de la pila es el último que se introdujo. 
Teniendo en cuenta las consideraciones expuestas 
precedentemente, el ejemplo propuesto tiene como objetivo 
que el robot parta del nodo A y llegue al nodo R, es decir que 
encuentre una ruta que pueda seguir. Paro ello es necesario 
contar con una “pila o stack” que sea capaz de guardar las 
aristas que faltan por visitar y además, un arreglo en el que se 
registren los nodos y su nodo padre. Es importante al iniciar 
este algoritmo, hacer una arista del nodo raíz a sí mismo para 
poder iniciar y colocarlo en la pila. Esto se ilustra en la figura 
9: 
Hossian, A Cejas, L., Carabajal, R., Echeverría, C., Olivera, V., Alveal, M. 2015. Aplicación de Tecnologías Inteligentes 
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Fig. 9. Grafo propuesto con un autolazo en el nodo A a fin de dar inicio al 
algoritmo. 
 
Fig. 10. Grafo propuesto con el registro de las aristas adyacentes al nodo A. 
Luego se toma la primera arista de la pila y de esta manera 
el robot se posiciona en el nodo D. Se verifica que este nodo 
no sea el nodo destino. Su padre es el nodo A y se continúa 
con los pasos del algoritmo de la manera que se ilustra en la 
figura 11: 
 
Fig. 11. El robot se posiciona en el nodo D. Se registra en la tabla a su 
nodo padre que es A. 
Entonces, se toma la primera arista de la pila y de esta 
manera el robot se posiciona en el nodo E. Su padre es el nodo 
D y se continúa con los pasos del algoritmo de la manera que 
se ilustra en la figura 12. Se observa que desde E se 
desprenden dos aristas: E-H y E-F. 
 
Fig. 12. El robot se posiciona en el nodo E. Se registra en la tabla a su nodo 
padre que es D. 
Se escoge recorrer la arista que se encuentra primero en la 
pila, es decir E-F y de esta forma el robot puede posicionarse 
en el nodo F. Ahora bien, el vértice E es el padre de F y la 
arista posible de ser recorrida es la arista F-G. Observe la 
figura 13. 
 
Fig. 13. El robot se posiciona en el nodo F. Se registra en la tabla a su nodo 
padre que es E. 
Siguiendo esta línea, el vehículo robótico llega al nodo G. 
Se actualiza nuevamente la pila y el registro de los nodos 
padres. Tal como se observa en la figura 14: 
 
Fig. 14. El robot se posiciona en el nodo G. Se registra en la tabla a su 
nodo padre que es F. 
Se escoge la arista G-I, que es la primera en la pila y se 
guarda en ella las aristas que aún quedan pendientes por 
recorrer. Como en el paso anterior se registran los nodos 
padres. De esta manera el robot continúa hacia elnodo I. 
 
Fig. 15. El robot se posiciona en el nodo I. Se registra en la tabla a su nodo 
padre que es J. 
Desde el vértice I, y con el objeto de ilustrar esta 
aplicación, se recorre hasta el vértice J. Se actualizan entonces 
los registros tal como se observa a continuación: 
 
 
Hossian, A Cejas, L., Carabajal, R., Echeverría, C., Olivera, V., Alveal, M. 2015. Aplicación de Tecnologías Inteligentes 
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Fig. 16. El robot se posiciona en el nodo J. Se registra en la tabla a su nodo 
padre que es I. 
Conforme se ha actualizado la pila, el robot se dirige hasta 
el vértice O, siendo J su nodo padre. Observe la figura 17. 
 
Fig. 17. El robot se posiciona en el nodo O. Se registra en la tabla a su 
nodo padre que es J. 
Se ha actualizado la pila y el robot se dirige hasta el vértice 
N, siendo O su nodo padre, como se ilustra en la figura 18. 
 
Fig. 18. El robot se posiciona en el nodo N. Se registra en la tabla a su 
nodo padre que es O. 
Se ha actualiza la pila nuevamente y el robot se dirige 
hasta el vértice Q, siendo N su nodo padre, como se observa 
en la figura 19. 
 
Fig. 19. El robot se posiciona en el nodo Q. Se registra en la tabla a su 
nodo padre que es N. 
Conforme se ha actualizado la pila, el robot se dirige hasta 
el vértice R, siendo Q su nodo padre. Aquí se verifica que R es 
el nodo destino. En este caso concluye el algoritmo pues R es 
el punto hasta donde el robot debía llegar. De esta manera, se 
ha encontrado una ruta posible: A – D – E – F – G – I – J – O 
– N – Q – R, tal como se muestra en la figura 20. 
 
Fig. 20. El robot se posiciona en el nodo destino R. 
 
Fig. 21. Diseño del grafo solución. 
Este algoritmo ha permitido encontrar una ruta, que no 
significa que sea la más corta. Esto queda representado, 
además, en el grafo de la figura 21. 
b) Modelo de aplicación de Algoritmo de Búsqueda en 
Amplitud 
Uno de los objetivos fundamentales de este algoritmo de 
búsqueda consiste en la optimización de las vías que 
comunican los puntos de paso obligado que deben ser 
visitados por el vehículo robótico autónomo, redundando ello 
en un importante ahorro de recursos, tales como tiempo, 
combustible, desgaste de sus partes constitutivas, entre otros. 
En especial, este algoritmo recorre el grafo por niveles. Es 
decir, primero se visita el nodo raíz. Seguidamente se visitan 
todos sus hijos y para cada hijo en el paso anterior se visitan 
todos sus hijos y así sucesivamente. Este algoritmo verifica los 
nodos del siguiente nivel antes de ir a él y hasta que no 
finaliza un nivel de profundidad no pasa la siguiente. Esto 
puede observarse detenidamente en el diagrama de flujo que 
se despliega a continuación. 
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Fig. 22. Diseño del grafo solución. 
El pseudocódigo descrito a continuación permite encontrar 
la ruta más corta entre el nodo raíz y el objetivo, siempre y 
cuando el nodo objetivo exista y esté conectado al grafo. 
 
Fig. 23. Pseudocódigo del Algoritmo de Búsqueda en Amplitud 
Este recorrido se implementa en la práctica usando una 
cola FIFO (First In First Out) para la lista de nodos 
adyacentes. Una cola FIFO es una estructura de datos en la 
que podemos hacer dos operaciones principales: almacenar un 
dato y sacar un dato. La particularidad de las colas FIFO es 
que cuando sacamos un dato, este se extrae en el mismo orden 
en el que se almacenó. 
La aplicación de este algoritmo garantiza la existencia de 
una ruta óptima, es decir, la ruta más corta en términos de 
aristas y vértices recorridos. Si hubiera más de una ruta con la 
misma cantidad de nodos y aristas recorridos, la solución sería 
la primera de ellas que se encuentre. 
Tal como se desarrolló el algoritmo de búsqueda en 
profundidad y considerando los elementos definidos en la 
sección precedentemente, se proponemos la aplicación de este 
algoritmo tal como se ilustra en la figura 24. Allí se muestran 
las condiciones de inicio. Se crea un autolazo en el nodo A 
para dar comienzo al algoritmo y se registra el nodo A como 
visitado. Se recuerda que el objetivo es llegar al nodo R 
transitando la ruta más corta. 
 
Fig. 24. Condiciones iniciales. Registro de los nodos padres. 
Se toma de la cola la arista, se coloca a A como padre del 
nodo A, se adiciona la arista que sale del nodo A y se marca el 
nodo que recibe a la arista como conocida. De esta manera, se 
verifica que el nuevo nodo no es el objetivo. Observe la figura 
25. 
 
Fig. 25. El robot llega al nodo D. Se registran los datos en la cola. 
Se toma la siguiente arista, A-D, se coloca a A como padre 
de D y se registran las aristas que salen de D, como se muestra 
en la figura 26. 
 
Fig. 26. El robot llega al nodo E. Se registran los nodos padres. 
Se toma la siguiente arista, D - E, se coloca a D como 
padre de E y se registran las aristas que salen de E, E – H y E 
– F, como se muestra en la figura 27. En este momento se 
marcan los nodos H y F como conocidos. 
 
 
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Fig. 27. El robot llega al nodo F. Se registran los nodos padres. 
Mientras no se encuentre el nodo objetivo se continúa con 
la aplicación del algoritmo tal como se demostró para el caso 
del algoritmo de búsqueda en profundidad. A modo de 
ilustración, en las figuras 28 y 29, se observa la ruta más corta 
encontrada tras la conclusión del algoritmo, como así también 
el grafo resultante. La ruta más corta para este caso está dada 
por el recorrido de los nodos: A-D-E-F-G-I-J-O-R. 
 
Fig. 28. El robot llega al nodo destino R. 
 
Fig. 29. Diagrama del grafo resultante. 
III. LOS RESULTADOS 
En la sección A se presentan los resultados que 
oportunamente se obtuvieron mediante la aplicación del 
Modelo de Red de tipo Backpropagation; mientras que en la 
sección B, los obtenidos en base a la implementación de los 
Algoritmos de búsqueda en profundidad y en amplitud 
respectivamente. 
A. Resultados de la aplicación de la Red de tipo 
Backpropagation 
Teniendo en cuenta que el paradigma es netamente 
reactivo, basado en la filosofía de estímulo-reacción, los 
resultados obtenidos por la aplicación de la tecnología de las 
RNA de tipo Backpropagation en función del entorno, del tipo 
de robot y su interacción, ha evidenciado las diferentes 
conductas del robot. Las observaciones realizadas para 
distintas orientaciones, distintos puntos de partidas, entre 
otras, deja en evidencia que el modelo resulta suficiente para 
algunos casos y limitada para otros. Asimismo, cuando el 
mundo adquiere mayor complejidad, o bien, cuando se hace 
partir al robot desde otro origen muy diferente al punto de 
origen con el cual se ha entrenado, éste adquiere conductas 
que le permiten resolver el problema a veces acertadamente y 
otras terminan en una colisión o en el ingreso a un bucle del 
que no logra salir. 
Si bien el tiempo de ejecución es más rápido, puesto que 
actúa en función de la información que le proveen los 
sensores, no siempre resulta esto eficiente, puesto que se ha 
observado que eventualmente no logra el objetivo aunque 
actúe con mayor velocidad. 
B. Resultados de la aplicación de Algoritmos de Búsqueda 
Los experimentos realizados con algoritmos de búsqueda 
garantizan la existencia de una ruta siempre y cuando el nodo 
objetivoexista y esté conectado al grafo. 
El algoritmo de búsqueda en profundidad ha permitido 
encontrar una ruta que puede o no ser la más corta mientras 
que el algoritmo de búsqueda en amplitud ha permitido 
encontrar una ruta de navegación más corta en términos de 
nodos visitados. La optimalidad de este algoritmo se basa en 
función del objetivo que se ha definido para el problema en 
cuestión; es decir que el robot parta de un nodo raíz y llegue a 
un nodo destino [10]. 
Desde el punto de vista computacional, el algoritmo de 
búsqueda en profundidad requiere mucho menos memoria 
pues sólo debe guardar el camino actual. 
El algoritmo de búsqueda en amplitud no se “pierde” 
explorando caminos infructuosos que consumen mucho 
tiempo sin llegar a una solución o de los que no se vuelve 
nunca; pero computacionalmente, el requerimiento de 
memoria es mayor, y en consecuencia si aumentara la 
complejidad del entorno en términos de cantidad de nodos, la 
situación sería comprometida. 
IV. CONCLUSIONES 
A. Sobre la aplicación de la Red Backpropagation 
De acuerdo a las investigaciones y experimentos 
realizados se puede concluir que el robot se desempeña bien 
dependiendo del lugar de salida e intentando siempre hallar la 
trayectoria de entrenamiento. 
Es notable que el patrón de entrenamiento ha sido 
suficiente para algunas trayectorias, aunque en ciertos casos 
dicho patrón no resulta ser representativo del entorno en el 
cual opera el robot, ya que la mayoría de las salidas de la red 
correspondientes al movimiento de los motores del robot, es 
avanzar y por ese motivo es que choca partiendo desde otras 
posiciones. O bien, ingresa en un bucle sin poder resolver esa 
situación, quedando inmóvil. 
Para aminorar este problema, se aumenta el número de 
patrones de entrenamiento utilizando varias trayectorias o más 
largas, vigilando siempre la convergencia de la red para 
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obtener mayor convergencia para los patrones de 
entrenamiento y máxima generalización, para las nuevas 
posibles situaciones. 
En síntesis, se asume que el uso de las RNA como técnica 
de navegación de características reactivas proporciona 
resultados satisfactorios para ciertas trayectorias en la fase de 
operación, tanto más en la medida que estas trayectorias 
presenten mayor similitud con las que desarrolló en la fase de 
entrenamiento; así es que se tendrá por caso, que el robot 
buscará girar más para el lado que lo hace en la trayectoria de 
entrenamiento que para el otro. A medida que las trayectorias 
que se le proponen al robot son tanto más complejas que la 
que este entrenó, este paradigma exhibe sus limitaciones 
haciendo que la red no converja y se produzcan situaciones de 
colisión o bucles en el ambiente de navegación. En otros 
términos, se produce una incorrecta generalización de la red 
neuronal para las nuevas situaciones que debe afrontar el 
robot, las cuales no se encontraban presentes en las 
trayectorias de entrenamiento. 
La idea que subyace detrás de este objetivo central, es que 
dichas mejoras puedan verse reflejadas en términos de 
evitación de obstáculos, velocidad de respuesta, optimización 
de las trayectorias y logro de los objetivos [4]. 
B. Sobre la aplicación de Algoritmo de Búsqueda 
El experimento realizado con el algoritmo en profundidad 
encontró un camino entre el nodo A y el nodo R cumpliendo 
con el objetivo propuesto, no asegurando que ésta sea la ruta 
con el cual el robot visita menos puntos de paso. El 
experimento realizado con el algoritmo en amplitud encontró 
un camino entre el nodo A y R cumpliendo no sólo con el 
objetivo de llegar a destino sino que además ha visita menos 
nodos a su paso. Por esa razón, ambos algoritmos se 
consideran completos, dado que aseguran que aseguran la 
existencia de una ruta entre el nodo raíz y el nodo destino. 
La medida de la performance de ambos algoritmos, en 
términos de los puntos de paso visitados por el robot en su 
recorrido para desarrollar su trayectoria, deja ver que la 
búsqueda en profundidad puede considerarse menos eficiente 
(subóptima) que la búsqueda en amplitud (óptima). Dado que 
para cubrir la misma trayectoria entre el mismo origen y el 
mismo destino y la misma complejidad de mundo, la búsqueda 
en amplitud necesitó visitar menos puntos en la trayectoria 
realizada. 
El algoritmo de búsqueda en profundidad ha permitido 
recorrer todos los nodos del grafo de manera ordenada, pero 
no uniforme mientras que el algoritmo de búsqueda en 
amplitud recorre todos los nodos de un árbol de manera 
uniforme y expande cada uno de los nodos de un nivel antes 
de continuar con el siguiente por esta razón sólo asegura la 
existencia de una ruta. 
El algoritmo de búsqueda en profundidad es muy similar al 
de búsqueda en amplitud, aunque poseen una diferencia 
fundamental en cuanto a la estructura de datos usada en cada 
caso para guardar el registro de las aristas. 
A diferencia de las RNA, los algoritmos de búsqueda 
conocen cuál es el nodo objetivo al que se desea llegar y 
pueden guardar información sobre cuáles nodos y aristas se 
han visitado previamente; mientras que las RNA actúan en 
función de los estímulos que recibe y de los ejemplos con los 
cuales ha sido entrenada, es decir que si es mayor el número 
de ejemplos con el cual se entrena puede inferirse que 
aprenderá mejor. En ambos casos deben tener un 
conocimiento previo del entorno con el cual interactúan. 
En este sentido, las redes neuronales no siempre 
encuentran una ruta acertada de acuerdo a los requerimientos, 
y los algoritmos de búsqueda, de acuerdo al tipo que se utilice, 
no sólo entrega una ruta sino que puede incluso entregar la 
ruta más corta en términos de puntos de paso visitados, los que 
pueden traducirse en espacios de trabajo que el robot deba 
visitar previamente antes de llegar a destino. 
Por otro lado, dado que la arquitectura de la red 
Backpropagation actúa en base a un sistema sensar-actuar de 
características reactivas, esto le proporciona mayor velocidad 
al vehículo robótico; como contrapartida, la implementación 
de los algoritmos de búsqueda, de carácter deliberativo y 
secuencial (desde el punto de vista de la programación), por lo 
tanto es más lento, lo cual puede traducirse, en un mundo 
complejo, en una desventaja en términos de tiempo, dinero, 
consumo energético, entre otros. 
V. FUTURAS LINEAS DE INVESTIGACION 
En virtud de lo expuesto cabe considerar la consiguiente 
investigación sobre el objetivo de mejorar el desempeño del 
robot en lo que se refiere a sus conductas de navegación. 
Complementando el concepto expresado en el punto 
anterior, considerar la aplicación de técnicas de razonamiento 
de alto nivel de tipo deliberativas (aprendizaje automático y 
planificación autónoma de tareas entre otras) como 
complemento de las técnicas reactivas; las cuales, si bien son 
de menor velocidad de reacción que estas, también le permiten 
al robot afrontar requerimientos de desempeño más complejos. 
En este sentido, se propone como futura línea de 
investigación el análisis de la performance del robot en 
ambientes estructurados de mayor complejidad como así 
también su desempeño en ambientes de operación de carácter 
dinámico, en los cuales los obstáculos puede cambiar de 
posición mientras el robot realiza su tarea. 
Asimismo, y dado el objetivo planteado por los autores, se 
considera la aplicación de algoritmos de búsqueda más 
eficientes como nuevas técnicas para la resolución de este 
caso de estudio. Esto es posible, pues el robot se desempeña 
en un ambiente estructurado, es decir invariante en el tiempo. 
Con lo cual y bajo estas circunstancias se plantean alternativas 
como algoritmos de búsquedacon costos, como posibles 
tópicos de análisis, como así también el abordaje de 
algoritmos de búsqueda informada, tales como el Algoritmo 
de Dijstra y el Algoritmo A*. 
REFERENCIAS 
[1] R. García Martínez, M. Servente, D. Pasquín. “Sistemas 
Inteligentes”, Ed. Nueva Librería, Buenos Aires, Argentina, 
2003. 
[2] J. Santos, R. Duro, “Evolución Artificial y Robótica 
Autónoma”, Ed. Alfaomega – Ra-Ma, México 2005. 
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Internacional Symposium on Artificial Life and Robotics 
(AROB)”, Masanori Sugisaka (Ed), Beppu, Japan, pp. 138-141, 
1996. 
[4] A. Ollero Baturone, “Robótica Manipuladores y robots 
móviles”. Ed. Alfaomega – Marcombo, Barcelona España, 
2007. 
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Fundamentos, modelos y aplicaciones”, Ed. Alfaomega Ra-Ma. 
Madrid, España, 2000. 
[6] A. A. Hossian, L. A. Cejas, L. V. Olivera, “Estudio del 
comportamiento de vehículos robóticos en ambientes 
computarizados. Hacia un enfoque basado en conductas del tipo 
 
 
Hossian, A Cejas, L., Carabajal, R., Echeverría, C., Olivera, V., Alveal, M. 2015. Aplicación de Tecnologías Inteligentes 
para el Estudio de Conductas de Robots Móviles en Ambientes de Trabajo con Obstáculos Fijos 
Revista Latinoamericana de Ingeniería de Software, 3(5): 197-205, ISSN 2314-2642 
205
estímulo-respuesta”, IVº Jornadas de Enseñanza de la Ingeniería 
JEIN - UTN – FRA, Buenos Aires, Argentina 2014. 
[7] A. Scillato, D. Colón, J. Balbuena, “Técnicas de Navegación 
Híbrida para Navegación de Robots Móviles”, Ed. Rama de 
Estudiantes del IEEE. Tesis de grado para obtener el grado de 
Ingeniero Electrónico. Universidad Nacional del Comahue 
2005. 
[8] A. A. Hossian, R. García Martínez, L. V. Olivera, “Robótica de 
Navegadores. Un enfoque desde las Tecnologías Inteligentes”, 
Ed. Nueva Librería, Buenos Aires 2014. 
[9] N. Arrioja Landa Cosio, “Inteligencia Artificial”, Gradi, Buenos 
Aires 2007. 
[10] A. García Serrano, “Inteligencia Artificial. Fundamentos, 
práctica y aplicaciones”, Alfaomega, México 2012. 
 
Alejandro Armando Hossian. Es responsable de 
formar recursos humanos en el área de 
investigación y desarrollo dirigiendo tesis de 
doctorado y maestría vinculadas a sus áreas de 
especialización. Es Profesor Titular Regular de la 
Facultad Regional Neuquén, Universidad 
Tecnológica Nacional (UTN - FRN). Es Docente 
Investigador, Director del grupo de investigación 
de robótica cognitiva y Director de Posgrado de la misma casa de 
altos estudios. Es Docente Investigador Categoría III del Ministerio 
de Educación y Par Evaluador de la Comisión Nacional de 
Evaluación y Acreditación Universitaria (CONEAU), República 
Argentina. Acredita estudios universitarios de Ingeniero Civil por la 
Universidad Católica Argentina, es Especialista en Ingeniería de 
Sistemas de Expertos por el Instituto Técnico Buenos Aires (ITBA), 
es Máster en Ingeniería de Software por la Universidad Politécnica 
de Madrid (UPN), es Magister en Ingeniería de Software por el 
Instituto Técnico Buenos Aires (ITBA) y es Doctor en Ciencias 
Informáticas por la Facultad de Informática de la Universidad 
Nacional de La Plata (UNLP). 
 Lilian. Cejas. Posee titulo de grado universitario 
de Ingeniera Química, una Especialización en 
Docencia Universitaria y Maestría en Docencia 
Universitaria. Se ha capacitado en distintos cursos 
afines a su desempeño profesional enfocado 
principalmente al área educacional superior 
universitario. Se ha desempeñado desde hace más 
de veinticinco años en la Universidad Tecnológica Nacional, 
Argentina. Es docente-investigadora en la modalidad presencial y 
desde unos diez años en la modalidad virtual, como docente, 
investigadora. Es Directora de Departamento de Ciencias Básica y 
Directora de Carrera de la Licenciatura en Tecnología Educativa, 
modalidad a distancia. Participa como docente invitada en la 
modalidad virtual de la Universidad Autónoma del estado de 
Hidalgo, México. Ha participado en numerosos congresos y 
reuniones científicas nacionales e internacionales, tanto con 
presentación de trabajos de investigación como organizadora, como 
así también es miembro de comisiones científicas y tecnológicas. 
Roberto Carabajal. Egresado como Ingeniero 
Electricista orientación Automática, se ha 
especializado en software para la administración y 
control en la industria, con amplia experiencia en 
redes, servidores y bases de datos. Ha trabajado 
como proveedor de servicios en el área del 
mantenimiento electrónico para informática. Fue 
profesor en la carrera corta Técnico Superior en 
Programación de la Facultad Regional del Neuquén, y actualmente se 
desempeña como profesor en ingeniería química y electrónica de la 
misma facultad. Está categorizado con Categoría “5”: Programa de 
Incentivos a docentes e investigadores de Universidades Nacionales y 
con Categoría “E”: Carrera de docente investigador de UTN. Ha 
participado en diversas publicaciones científicas y en el grupo de 
investigación Desarrollo de Métodos y modelos no convencionales 
para la programación de comportamientos en robots. Es codirector de 
la obra de diseño y puesta en marcha de la Planta Piloto-Unidad de 
Destilación de Dos Componentes de la F.R.N. 
 
Carlos César Echeverría. Ingeniero Electrónico 
por la Universidad Nacional de La Plata. Docente 
de la Universidad Tecnológica Nacional Facultad 
Regional de Neuquén en las cátedras de Teoría de 
Circuitos 2, Electrónica Aplicada 1 y Medidas 
Electrónicas 1. Categorizado con Categoría “5” del 
Programa de Incentivos a docentes e 
investigadores de Universidades Nacionales y con Categoría “E” de 
la Carrera de docente investigador de UTN. Profesor en Disciplinas 
Industriales (PDI) - Profesor en Docencia Superior (PDS). 
Diplomatura Superior en Enseñanza de las Ciencias. Especialización 
en “Tecnología de antenas para uso Satelital”. Ha participado en 
diversas publicaciones científicas y en el grupo de investigación 
Desarrollo de Métodos y modelos no convencionales para la 
programación de comportamientos en robots. Ha desarrollado varios 
proyectos sobre la implementación de tecnología en las aulas de 
enseñanza de Ingeniería y ciencias duras como la Física y la 
Matemática. 
Lorena Verónica Olivera. Trabaja en el grupo de 
Investigación de Robótica de la Facultad Regional 
del Neuquén de la Universidad Tecnológica 
Nacional (UTN-FRN). Docente Investigador por la 
Universidad Tecnológica Nacional. Ha participado 
en la elaboración de artículos sobre automatización 
y Robótica Cognitiva. Es Ayudante de la Cátedra 
de "Tecnología de redes neuronales" en UTN - 
FRN. Es Estudiante avanzado de Ingeniería Electrónica en la misma 
casa de altos Estudios. 
Emanuel Maximiliano Alveal – Becario de 
investigación que desarrolla sus actividades en el 
marco del Grupo de Investigación en Robótica de 
Manipuladores de la Universidad Tecnológica 
Nacional – Facultad Regional del Neuquén. 
Estudiante avanzado de la Carrera de Ingeniería 
Electrónica de la misma casa de altos estudios. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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