Estudio y desarrollo de los algoritmos de visión y de inteligencia artificial aplicados a un robot, para resolver partidas de ajedrez hombre-máquina

Abstract

El presente proyecto consiste en el desarrollo de un aplicativo de algoritmos de visión y de inteligencia artificial aplicados a un robot, para resolver partidas de ajedrez hombre-máquina. Este presenta tres etapas que son: 1) Aplicativos de visión artificial para reconocimiento del tablero, algoritmos de reconocimiento de movimientos de piezas e integración de un motor de ajedrez, 2) Creación de una interfaz de usuario, interfaz de comunicación y una unidad central de control, 3) Programación de movimientos del robot y diseño de un elemento terminal. Adicionalmente, se explica como se integran todas estas etapas en el funcionamiento del aplicativo. En la primera etapa del desarrollo del aplicativo se estudia los algoritmos de visión por computadora, mismos que serán los encargados de reconocer el tablero de ajedrez (líneas, esquinas y casillas), es decir, transformar una imagen en bits y que pueda ser procesada por un ordenador. Después se desarrollará un algoritmo de reconocimiento de movimiento de piezas, que compara dos imágenes, determina los cambios en el color y escribe el movimiento realizado en formato algebraico de ajedrez. Se integrará un motor de ajedrez que interpretará los movimientos realizados por la persona y devolverá una jugada adecuada al movimiento realizado. La segunda parte consiste en la creación de una interfaz gráfica de usuario, que su utilizará para que las personas puedan interactuar con el back-end del programa, todos los procedimientos que hacen que el programa realice todas las tareas. También se crea una interfaz de comunicación, que servirá para comunicar el aplicativo con la controladora del robot, se utilizará para ello sockets que permiten la comunicación entre dos elementos terminales. Finalmente, se desarrolla una unidad central de control, que servirá como puente entre todos los módulos creados, como son: procesamiento de imágenes, motor de ajedrez, interfaz de usuario y la interfaz de comunicación. La tercera parte del desarrollo del aplicativo consiste en la programación de movimientos que va a efectuar el robot en el transcurso de una partida, en la metodología de programación de estos movimientos se tiene en cuenta aspectos como dimensiones del robot, tamaño de piezas y tablero de ajedrez, velocidad de operación y tipo de movimiento a realizar. Además, se diseña un elemento terminal para el robot (gripper), que será el responsable de la sujeción de las piezas, para ello se analizará la forma del objeto a sujetar, su peso y se decidirá elcuál es el diseño más adecuado a partir de estos parámetros. Por último, las tres etapas del diseño del aplicativo se integran de la siguiente manera: la interfaz gráfica de usuario permite la interacción del usuario con el programa, al inicio del juego se analiza el tablero de ajedrez, después de realizado un movimiento se detecta los cambios en la imagen y se envía cuál fue el movimiento realizado, seguido el motor de ajedrez procesa el movimiento y devuelve una jugada, esa jugada es transmitida al robot por medio de la interfaz de comunicación, una vez obtenido el movimiento el robot desplaza la pieza haciendo uso para ello del grippe