Metodología
El proyecto sigue una metodología de diseño de ingeniería en cuatro fases secuenciales, con iteraciones dentro de cada fase conforme emerge información nueva. El enfoque está orientado a artefactos: el conocimiento se genera a través del diseño, construcción y evaluación de un sistema real, no de modelos teóricos desconectados de su implementación física.
Fase 1 — Análisis de contexto y caracterización de tareas
Objetivo: Establecer qué problema se resuelve, para quién, y bajo qué condiciones operativas.
Proceso: Revisión de literatura sobre logística de e-commerce, automatización de almacenes, discapacidad motriz y sistemas de teleoperación existentes. Identificación de tareas logísticas candidatas para teleoperación y evaluación de cada una según tres criterios: complejidad de ejecución, riesgo operativo y potencial de beneficio de la automatización. Priorización de casos de uso para el prototipo.
Entregables: Tabla de análisis de tareas con criterios de priorización. Definición del caso de uso principal: traslado interno y operación de pick-and-place en almacén simulado.
Fase 2 — Definición de requerimientos y diseño de arquitectura
Objetivo: Traducir el problema caracterizado en una especificación de sistema diseñable y evaluable.
Proceso: Levantamiento de requerimientos funcionales (qué debe hacer el sistema) y no funcionales (precisión, accesibilidad, costo). Evaluación y selección de tecnologías: Python + ZeroMQ (ZMQ) como middleware de coordinación, ESP32-C3 con MicroPython como controlador embebido de la plataforma robótica, motores paso a paso NEMA con drivers CL57T de lazo cerrado, Unity y Meta Quest para la capa XR. Diseño de la arquitectura modular en tres capas y plan de integración incremental.
Entregables: Especificación de requerimientos del sistema. Diagrama de arquitectura y diagrama de comunicación entre subsistemas. Plan de implementación con secuencia de integración.
Fase 3 — Implementación e integración
Objetivo: Construir el prototipo funcional que cumple con la especificación de requerimientos.
Proceso: Desarrollo paralelo de los tres subsistemas con puntos de integración definidos. Primero se valida la plataforma robótica de forma independiente: movilidad, control del brazo y retroalimentación de sensores. Luego se integra el servidor Python/ZMQ y se verifica la comunicación robot-servidor en red local. Finalmente se agrega la capa XR y se valida el flujo completo de teleoperación: comando del operador → ZMQ → robot → retroalimentación visual al operador.
Entregables: Prototipo integrado funcional. Protocolo de operación documentado. Registro de issues encontrados y mitigaciones aplicadas durante la integración.
Fase 4 — Validación experimental
Objetivo: Generar evidencia cuantitativa sobre el desempeño técnico y la usabilidad del sistema.
Proceso: Ejecución de sesiones de prueba con operadores en escenarios de almacén simulado. Recolección sistemática de datos por tarea y por sesión: tiempo de ejecución cronometrado, registro de eventos de error, aplicación del cuestionario SUS al final de cada sesión. Análisis estadístico descriptivo de los resultados y comparación contra los umbrales de referencia definidos en los objetivos.
Entregables: Dataset de resultados de pruebas. Análisis de desempeño por subsistema y por tarea. Conclusiones sobre viabilidad técnica y recomendaciones para iteraciones futuras o escalamiento del sistema.
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