Introducción a la Robótica 1.1- Que es la
Robótica 1.2- Que es un Robot 1.3 –Historia de los
Robots 1.4- Para que Sirven los Robots 1.5-Clasificación
General de los Robots
Robótica: Es la ciencia o rama de la ciencia que se ocupa
del diseño, fabricación y utilización de
aplicaciones de los robots Robot: Es un dispositivo compuesto de
sensores que desempeña tareas automáticamente
1954: George Devol diseña el primer robot programable
comercial. 1959: Sale al mercado el primer robot comercial. 1970:
Unimation produce los PUMA 1973: Aparece el primer robot
controlado por un mini-ordenador 1976: El robot de la NASA
“Vinking II” aterriza en Marte
1986: HONDA, la empresa Japonesa inicia un proyecto para
construir un robot humanoide 1997: HONDA presenta P3 un enorme
robot humanoide 1999: SONY lanza "Aibo" un perro-robot 2003:
Aquel robot humanoide de SONY, Qrio, se convierte en el primer
humanoide comercial completamente autónomo capaz de
correr
Para que sirven los Robots? 1-Fabricación y Manejo de
Materiales 2.-Robots mensajeros 3.-Ambientes Peligrosos
4.-Telepresencia y Realidad Virtual
Clasificación General de Los Robots Móviles
Terrestres No-Móviles Aviones Aéreos Naves
Espaciales Submarinos Acuáticos Barco
Automático
PARTES:¿DE QUÉ ESTÁN HECHOS LOS ROBOTS?
Potencia Sensores Control “Inteligencia” Actuadores
Comunicación
EFECTORES : HERRAMIENTAS PARA LA EJECUCIÓN
LOCOMOCIÓN. Modificar la ubicación del robot
respecto de su ambiente. MANIPULACIÓN. Para desplazar
otros objetos del entorno.
FIGURA. El manipulador de Stanford, uno de los primeros brazos
robots con cinco uniones giratorias (R) y una prismática
(P), y que cuenta con seis grados de libertad total.
SENSORES: HERRAMIENTAS PARA LA PERCEPCIÓN Dispositivos que
permiten al robot percibir el medio ambiente y su estado
interno
Clases de sensores Propiocepción (posición y
movimiento) Percepción de fuerza (contacto con
presión fija ) Percepción táctil (sentido
del tacto de los seres humanos ) El sonar (Proporciona
información muy útil sobre objetos que están
muy cercanos al robot )
EL SISTEMA DE CONTROL Y EL LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN
Integrar/interpretar la información de sus sensores.
Navegación (evitar obstáculos, ir a cierto lugar).
Planeación (decidir la serie de pasos para cumplir una o
más metas). Construir modelos del ambiente (mapas). Un
mapa es una representación del espacio que indica los
lugares libres y ocupados que ayudan a navegar al robot, y
posiblemente objetos y lugares específicos. Localizarse en
el ambiente. Reconocer lugares y/o objetos. Manipular objetos
Comunicarse con otros agentes: computadoras, otros robots,
personas.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN y CIRCUITOS DE CONTROL
ARQUITECTURAS DE LOS ROBOTS “ La arquitectura de un robot
definirá como se organizara la producción de
acciones a partir de percepciones ” Se han definido
diferentes arquitecturas para planear las acciones de un robot:
Arquitectura deliberativa Arquitectura reactiva Arquitectura
híbrida
Arquitectura deliberativa Consiste en sensar, planear y actuar.
Se basa en la obtención de un modelo preciso del entorno
en el que se desenvuelve el robot. A partir del modelo real se
realiza una planificación que determina las acciones del
robot. Desventajas: Exige un modelo preciso del mundo real. Exige
una elevada capacidad de almacenamiento para guardar los modelos.
Exige una gran cantidad de procesamiento.
Arquitectura reactiva Se basa en percibe y actúa. No
utiliza un modelo del mundo real para ejecutar acciones. Permiten
una reacción ante los estímulos procedentes de
sensores en tiempo real. Los sensores le proveen la
información para generar los movimientos. La fusión
de los sensores determinan la acción a realizarse sobre
los actuadores y por tanto determinan el comportamiento del
robot.
No requiere mayor capacidad de calculo y almacenamiento.
Desventajas: Se dificulta saber con exactitud los objetos y
sucesos del mundo real. Los sensores pueden tener un gran numero
de posibilidades respecto a las situaciones con las que se
encuentra.
Arquitectura híbrida Incorpora el razonamiento
deliberativo y la ejecución basada en comportamiento.
Permiten la reconfiguracion de los sistemas de control reactivos
a través de su habilidad para razonar sobre los
comportamientos fundamentales. La arquitectura híbrida se
compone a su vez de 3 mas: Arquitectura jerárquica (de
tres capas) Arquitectura de pizarrón Arquitectura
probabilística
Comparación entre el comportamiento deliberativo y el
reactivo:
ESPACIOS DE CONFIGURACION Configuración. Indica la
posición y orientación que el robot puede tomar en
el espacio de trabajo. Espacio de trabajo. Conjunto de todas las
posiciones y orientaciones que el robot puede tomar. Obtener el
espacio de configuraciones es equivalente a que el robot recorra
y se posicione en todos los puntos posibles del espacio de
trabajo. Las configuraciones posibles para el robot son:
Configuración libre Configuración en colision
Ejemplo 1:
Ejemplo 2:
Pasos para realizar un proyecto de ROBOTICA 1.- Saber que es un
ROBOT 2.- ¿Que hará el Robot ( tareas)?
3.- Desplazamiento del ROBOT existen 5 clases de algoritmos,
están ordenados según la cantidad de
información necesaria en el momento de
planificación y ejecución:
1) Descomposición en celdas.
2) Esqueletización.
3) Planificación de
movimiento de precisión 4)
Desplazamiento regido por señales (basado en marcas).
5) Algoritmos en
línea.
4.- Desarrollo del robot. 5.- Pruebas. 6.- Implementación.
Aplicaciones y Ejemplos
§ Industria -Aplicación
de transferencia de metal.
§ Laboratorios sistema de
preparación de muestras – Manipuladores
cinemáticas
§ Medicina
Cirugía robótica
Vigilancia
Agricultura
Ganadería
§ Espacio.
Lunokhod 1 Viking 1
Vehículos submarinos
Educación Robot Karen Uso del Robot tortuga Uso de los
robots en los salones de clases
§ En el hogar Aspiradoras
robótica de Matsushita o Panasonic llamada National,
§ Juguetes Los perros
Aibo de Sony o el Rocket de Fisher Price