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Robótica (página 2)




Enviado por VINICIO BETANCOURT



Partes: 1, 2

Ya en la década de los 80 los brazos industriales
modernos incrementaron su capacidad y desempeño, mediante
circuitos electrónicos más avanzados como
microcontroladores y lenguajes de programación. Estos
avances se lograron gracias a las grandes inversiones de las
empresas automovilísticas.

Hoy en día, robots hacen una misma función
cuantas veces se necesite sin cansarse ni aburrirse, siempre van
a dar un mismo resultado y lo único que necesitan es una
fuente de poder (electricidad). Estos robots cuentan con
procesadores baratos y rápidos que hacen a estos
más inteligentes y menos caros. Aunque la
investigación por hacer que los robots "piensen"
más eficazmente, la meta es hacer que en un futuro los
robots sean suficientemente flexibles para hacer cualquier
acción que un ser humano pueda hacer.

La evolución de los robots industriales desde sus
principios ha sido vertiginosa. En poco más de 30
años las investigaciones y desarrollos sobre
robótica industrial han permitido que los robots tomen
posiciones en casi todas las áreas productivas y tipos de
industria. En pequeñas o grandes fábricas, los
robots pueden sustituir al hombre en aquellas áreas
repetitivas y hostiles, adaptándose inmediatamente a los
cambios de producción solicitados por la demanda
variable.

Fuente: Robótica Practica Tecnología y
Aplicaciones

Impacto de la
robótica

La Robótica es una nueva
tecnología, que surgió como tal, hacia 1960.Han
transcurrido pocos años y el interés que ha
despertado. Quizás, al nacer la Robótica en la era
de la información, una propaganda desmedida ha propiciado
una imagen irreal a nivel popular y, al igual que sucede con el
microprocesador, la mitificación de esta nueva maquina,
que de todas formas, nunca dejará de ser eso, una
máquina.

A.-Impacto en la Educación.

La tecnología de la robótica
y su imperiosa necesidad de establecerse en diversas áreas
industriales, requiere el concurso de un buen número de
especialistas en la materia. La robótica es una
tecnología multidisciplinar. Hace uso de todos los
recursos científicos, que se encaminan a la buena
comprensión de su estructura.

Entre las ciencias relacionadas a la
Robótica se destacan las siguientes:

FísicaMatemáticas.-Automática.-Electrónica.-Informática.-Visión
artificial.-SensoresInteligencia Artificial

Realmente la robótica es una
combinación de todas las disciplinas expuestas, para el
conocimiento de la aplicación a la que se encamina, por lo
que su estudio se hace especialmente indicado en las carreras de
ingeniería Superior y en los centros de formación
profesional, como asignatura práctica. También es
muy recomendable su estudio en las facultades de
informática, en las ramas dedicadas al procesamiento de
imágenes, inteligencia artificial, lenguajes de
robótica, programación de tareas, etc.

Finalmente, la robótica brinda a
investigadores y doctorados, un vasto y variado campo de trabajo
lleno de objetivos tecnológicos en estado inicial de
desarrollo.

La abundante oferta de robots educacionales
en el mercado y sus precios competitivos, permiten a los centros
de enseñanza complementar un estudio teórico de la
Robótica, con las prácticas y ejercicios de
experimentación e investigación adecuados.
……………………………………………………………….Una
formación en robótica localizada exclusivamente en
el control no es la mas útil para la mayoría de los
estudiantes, que de trabajar con robots lo harán como
usuarios y no como fabricantes. Sin embargo, no hay que perder de
vista que se esta formando a ingenieros, y que hay que proveerles
de los medios adecuados para abordar, de la manera mas adecuada,
los problemas que puedan surgir en el desarrollo de su
profesión.

B.-Impacto en la Automatización
industrial.

El concepto que existía sobre
automatización industrial, se ha modificado profundamente
con la incorporación del robot al mundo laboral, que
introduce el nuevo vocablo "sistema de fabricación
automatizada
" cuya principal característica consiste
en la facilidad de adaptación en este núcleo de
trabajo, a tareas diferentes de producción.

Las empresas de producción se
ajustan a necesidades del mercado y están constituidas,
básicamente, por grupos de robots, controlados por
ordenador. Los Robots Industriales disminuyen el tiempo del ciclo
de trabajo en el taller de un producto y liberan a las personas
de trabajos fatigantes y pesados

La interrelación de los diferentes robots a
través de potentes computadores, dará lugar a la
factoría totalmente automatizada, de las que ya existen
algunas experiencias

Fuente: Biblioteca virtual Encarta 2004

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Definición
y clasificación del robot

Definición   del   Robot
  Industrial.

Existen ciertas dificultades a la hora de establecer una
definición formal de lo que es un robot industrial. La
primera de ellas surge de la diferencia conceptual entre el
mercado japonés y el euro americano de lo que es un robot
y lo que es un manipulador. Así, mientras que para los
japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo
mecánico dotado de articulaciones móviles destinado
a la manipulación, el mercado occidental es más
restrictivo, exigiendo una mayor complejidad, sobre todo en lo
relativo al control.

La definición mas comúnmente aceptada
posiblemente sea la de la Asociación de Industrias
Robóticas (RIA), según la cual:

Un robot es un manipulador multifuncional
reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, o
dispositivos especiales, según trayectorias variables,
programadas para realizar tareas diversas.

Esta definición, ligeramente modificada ha sido
adoptada por la Organización Internacional de
Estándares ISO, que define al robot industrial
como:

Manipulador multifuncional reprogramable con varios
grados de libertad, capaz de mover materias, piezas, herramientas
o dispositivos especiales según trayectorias variables,
programadas para realizar tareas diversas.

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Por robot industrial de manipulación
se entiende a una maquina de manipulación
automática, reprogramable y multifuncional con tres o
más ejes que pueden posicionar y orientar materias,
piezas, herramientas o dispositivos especiales para la
ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de
la producción industrial, ya sea en una posición
fija o en
movimiento.….………………………………………………………………En
esta definición se debe entender que la reprogramabilidad
y multifunción se consigue sin modificaciones
físicas del
robot.………………………….………………………………Común
en todas las definiciones anteriores es la aceptación del
robot industrial como un brazo mecánico con capacidad de
manipulación y que incorpora un control mas o menos
complejo. Un sistema robotizado, en cambio, es un concepto
más amplio. Engloba todos aquellos dispositivos que
realizan tareas de forma automática en sustitución
de un ser humano y que pueden incorporar o no a uno o varios
robots, siendo esto ultimo lo más frecuente.

B.- Clasificación   del  
Robot.

La maquinaria para la automatización
rígida dio paso al robot con el desarrollo de
controladores rápidos, basados en el microprocesador, que
permiten establecer con exactitud la posición real de los
elementos del robot y establecer el error con la posición
deseada. Esta evolución ha dado origen a una serie de
tipos de robots, que se citan a continuación:

1.-Manipuladores:Son
sistemas mecánicos multifuncionales, con un sencillo
sistema de control, que permite gobernar el movimiento de sus
elementos, de los siguientes modos:

a.      Manual:
Cuando el operario controla directamente la tarea del
manipulador.

b.     De secuencia
fija: cuando se repite, de forma invariable, el proceso de
trabajo preparado previamente.

c.      De
secuencia variable: Se pueden alterar algunas
características de los ciclos de trabajo.

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2.- Robots controlados por
visión,
donde los robots pueden manipular un objeto al
utilizar información desde un sistema de
visión.

3.-Robots de repetición o
aprendizaje

Son manipuladores que se limitan a repetir
una secuencia de movimientos, previamente ejecutada por un
operador humano, haciendo uso de un controlador manual o un
dispositivo auxiliar. En este tipo de robots, el operario en la
fase de enseñanza, se vale de una pistola de
programación con diversos pulsadores o teclas, o bien, de
joystics, o a veces, desplaza directamente la mano del robot. Los
robots de aprendizaje son los mas conocidos, hoy día, en
los ambientes industriales y el tipo de programación que
incorporan, recibe el nombre de "gestual".

4.-Robots controlados por
computador

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Son manipuladores o sistemas
mecánicos multifuncionales, controlados por un computador,
que habitualmente suele ser un microordenador.En este tipo de
robots, el programador no necesita mover realmente el elemento de
la maquina, cuando la prepara para realizar un
trabajo.

El control por computador dispone de un
lenguaje específico, compuesto por varias instrucciones
adaptadas al robot, con las que se puede confeccionar un programa
de aplicación utilizando solo el terminal del computador,
no el brazo. A esta programación se le denomina textual y
se crea sin la intervención del
manipulador.………………………………5.-Robots
Inteligentes

Son similares a los del grupo anterior,
pero, además, son capaces de relacionarse con el mundo que
les rodea a través de sensores y tomar decisiones en
tiempo real
(auto-programable).……………………………….

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6.-Micro-robots:Con fines
educacionales, de entretenimiento o investigación, existen
numerosos robots de formación o micro-robots a un precio
muy asequible y, cuya estructura y funcionamiento son similares a
los de aplicación industrial.

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7.-Robots con capacidades sensoriales:

Aún se pueden añadir a este tipo de robots
capacidades sensoriales: sensores ópticos, codificadores,
etc. Los que no poseen estas capacidades sólo pueden
trabajar en ambientes donde los objetos que se manipulan se
mantienen siempre en la misma posición. Los robots con
capacidades sensoriales constituyen la última
generación de este tipo de máquinas. El uso de
estos robots en los ambientes industriales es muy escaso debido a
su elevado costo. Estos robots se usan en cadenas de embotellado
para comprobar si las botellas están llenas o si la
etiqueta está bien colocada.

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8.- Robots   de   Servicio  
y   Teleoperados.

En cuanto a los robots de servicio, se
pueden definir como:Dispositivos electromecánicos
móviles o estacionarios, dotados normalmente de uno o
varios brazos mecánicos , controlados por un programa
ordenador y que realizan tareas no industriales de
servicio.

8.1.- Tele robots.

Los robots teleoperados son definidos por
la NASA como: ……..Dispositivos robóticos con
brazos manipuladores y sensores con cierto grado de movilidad,
controlados remotamente por un operador humano de manera directa
o a través de un ordenador.

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Morfología
y
arquitectura de un robot

A. Características
 Morfológicas

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 Principales características de los
Robots.

Se describen las características
más relevantes propias de los robots y se proporcionan
valores concretos de las mismas, para determinados modelos y
aplicaciones.

1.-Grados de libertad.

Son los parámetros que se precisan
para determinar la posición y la orientación del
elemento terminal del manipulador. También se pueden
definir los grados de libertad, como los posibles movimientos
básicos (giratorios y de desplazamiento)
independientes.

Un mayor número de grados de
libertad conlleva un aumento de la flexibilidad en el
posicionamiento del elemento terminal. Aunque la mayoría
de las aplicaciones industriales requieren muchos grados de
libertad, como las de la soldadura, mecanizado y paletizacion,
otras más complejas reciben un numero mayor, tal es el
caso en las labores de montaje.

2.- Zonas de trabajo y dimensiones del
manipulador.

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Las dimensiones de los elementos del
manipulador, junto a los grados de libertad, definen la zona de
trabajo del robot, característica fundamental en las fases
de selección e implantación del modelo adecuado. La
zona de trabajo se subdivide en áreas diferenciadas entre
sí, por la accesibilidad especifica del elemento terminal
(aprehensor o herramienta), es diferente a la que permite
orientarlo verticalmente o con el determinado ángulo de
inclinación.También queda restringida la zona de
trabajo por los límites de giro y desplazamiento que
existen en las articulaciones.

3.-Capacidad de carga.

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El peso, en kilogramos, que puede transportar el robot ,
recibe el nombre de capacidad de carga. A veces, este dato lo
proporcionan los fabricantes, incluyendo el peso del propio
robot.

En modelos de robots industriales, la capacidad de carga del
brazo, puede oscilar de entre 0.9kg. y 205Kg. La capacidad de
carga es una de las características que más se
tienen en cuenta en la selección de un robot, según
la tarea a la que se destine. En soldadura y mecanizado es
común precisar capacidades de carga superiores a los
50kg.

4.-Exactitud y Repetibilidad

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· Las funciones de la exactitud y
la Repetibilidad

  • – La resolución – el uso de
    sistemas digitales, y otros factores que sólo son un
    número limitado de posiciones que están
    disponibles. Así el usuario ajusta a menudo las
    coordenadas a la posición discreta más
    cercana.

  • – Los errores del azar – los problemas
    se levantan conforme el robot opera. Por ejemplo,
    fricción, torcimiento estructural, la expansión
    termal, la repercusión negativa / la falla en las
    transmisiones, etc. pueden causar las variaciones en la
    posición.

3.-La Exactitud de punto:

  • · El robot consigue el punto
    deseado

  • · Esto mide la distancia entre
    la posición especificada, y la posición real
    del efector de extremo de robot.

  • La Exactitud de punto es más
    importante al realizar fuera de la línea programando,
    porque se usan las coordenadas absolutas.

· Repetibilidad:

  • · El movimiento del robot es a
    la misma posición como el mismo movimiento hecho
    antes"

  • · Una medida del error o
    variabilidad al alcanzar repetidamente para una sola
    posición.

  • · Éste sólo es el
    resultado de errores del azar

  • La repetibilidad de punto es a menudo
    más pequeña que la exactitud.

La Resolución de punto esta basada
en un número limitado de puntos que el robot puede
alcanzar, para éstos se muestra aquí como los
puntos negros. Estos puntos están típicamente
separados por un milímetro o menos, dependiendo del tipo
de robot. Esto es más complicado por el hecho que el
usuario podría pedir una posición como 456.4mm, y
el sistema sólo puede mover al milímetro más
cercano, 456mm, éste es el error de exactitud de
0.4mm.

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B. Arquitectura de un Robot

El concepto de arquitectura de un robot se refiere
primordialmente al software y hardware que definen el
ámbito de control de una máquina de este tipo. Una
tarjeta controladora que ejecuta algún software para
operar motores no constituye por sí misma la arquitectura,
más bien el desarrollo de módulos de software y la
comunicación entre ellos y el hardware es lo que la define
realmente.

Los sistemas robóticos son complejos y tienden a
ser difíciles de desarrollar, esto debido a la gran
variedad de sensores que deben integrar, así como
delimitar su rango de acción, por ejemplo en un brazo
robot cuál va a ser el radio de giro o la altura
máxima a la que puede levantar algún objeto que
está manipulando.

Los desarrolladores de sistemas típicamente se
han basado en los esquemas tradicionales de desarrollo para
construir dispositivos robóticos pero ha quedado
demostrado la ineficiencia de este proceso, es decir un
diseño que ha funcionado muy bien para operaciones
teledirigidas , manejo de robots submarinos por seres humanos- no
ha dado los resultados esperados para sistemas autónomos
–robots de exploración espacial-.

La nueva tendencia para el desarrollo de arquitectura
robótica se ha enfocado en lo que podemos nombrar sistemas
reactivos o bien basados en el entorno, esto quiere decir que los
robots tendrán la capacidad de reaccionar sin necesidad de
la intervención humana ante ciertas situaciones de
eventual peligro para la máquina. Un claro ejemplo de este
tipo de diseño es el robot utilizado para la
exploración en Marte, el cual mediante sensores determina
el ambiente que lo rodea y puede tomar la decisión
más acertada acerca de la ruta u operación a
realizar. Todo esto está motivado por el tiempo que
tomaría en llegar a la superficie marciana las
órdenes desde la Tierra.

Fuente:
www.thetech.org/robotics

Automatización en
robótica

A.-Introducción.

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La automatización industrial está
caracterizada por períodos de constantes innovaciones
tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de
automatización están muy ligadas a los sucesos
económicos mundiales.

El uso de robots industriales junto con los sistemas de
diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de
fabricación asistidos por computadora (CAM), son la
última tendencia en automatización de los procesos
de fabricación y luego se cargaban en el robot. Estas
tecnologías conducen a la automatización industrial
a otra transición, de alcances aún
desconocidos.

Aunque el crecimiento del mercado de la industria
Robótica ha sido lento en comparación con los
primeros años de la década de los 80´s, de
acuerdo a algunas predicciones, la industria de la
robótica está en su infancia. Ya sea que
éstas predicciones se realicen completamente, o no, es
claro que la industria de la robótica, en una forma o en
otra, permanecerá.

 En la actualidad el uso de los robots industriales
está concentrado en operaciones muy simples, como tareas
repetitivas que no requieren tanta precisión.

B.- La automatización en la
industria

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Esta fábrica está automatizada gracias a
los avances de la tecnología y de la
automatización, un único trabajador es capaz de
controlar las actividades de una fábrica entera mediante
un complejo panel de control. En la imagen vemos a un trabajador
observando los robots de una línea de montaje mientras
realizan tareas repetitivas en una planta metalúrgica. La
ventana de cristal permite al operador vigilar la
aparición de posibles problemas, y al mismo tiempo le
protege de los ruidos, el calor y los vapores
tóxicos.

Muchas industrias están muy automatizadas, o bien
utilizan tecnología de automatización en alguna
etapa de sus actividades. En las comunicaciones, y sobre todo en
el sector telefónico, la marcación, la
transmisión y la facturación se realizan
automáticamente.

C.-La automatización y la
sociedad

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La automatización ha contribuido en
gran medida al incremento del tiempo libre y de los salarios
reales de la mayoría de los trabajadores de los
países industrializados. También ha permitido
incrementar la producción y reducir los costes, poniendo
coches, refrigeradores, televisiones, teléfonos y otros
productos al alcance de más gente.

Sin embargo, no todos los resultados de la
automatización han sido positivos. Algunos observadores
argumentan que la automatización ha llevado al exceso de
producción y al derroche, que ha provocado la
alienación del trabajador y que ha generado desempleo. De
todos estos temas, el que mayor atención ha recibido es la
relación entre la automatización y el paro. Ciertos
economistas defienden que la automatización ha tenido un
efecto mínimo, o ninguno, sobre el desempleo. Sostienen
que los trabajadores son desplazados, y no cesados, y que por lo
general son contratados para otras tareas dentro de la misma
empresa, o bien en el mismo trabajo en otra empresa que
todavía no se ha automatizado.

D.-Clases de
automatización

Hay tres clases muy amplias de
automatización industrial: automatización fija,
automatización programable, y automatización
flexible.

La automatización fija se utiliza
cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto
se puede justificar económicamente el alto costo del
diseño de equipo especializado para procesar el producto,
con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas.
Además de esto, otro inconveniente de la
automatización fija es su ciclo de vida que va de acuerdo
a la vigencia del producto en el mercado.

La automatización programable se
emplea cuando el volumen de producción es relativamente
bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este
caso el equipo de producción es diseñado para
adaptarse a la variaciones de configuración del producto;
ésta adaptación se realiza por medio de un programa
(Software).

La automatización flexible, por su
parte, es más adecuada para un rango de producción
medio. Estos sistemas flexibles poseen características de
la automatización fija y de la automatización
programada.

De los tres tipos de automatización,
la robótica coincide mas estrechamente con la
automatización programable

Fuente: Biblioteca virtual Encarta
2004

Sensores

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Los robots utilizan sensores para así obtener
información acerca de su entorno. En general, un sensor
mide una característica del ambiente o espacio en el que
está y proporciona señales eléctricas. Estos
dispositivos tratan de emular los sentidos humanos, es decir el
olfato, la visión, el tacto, etc. Pero estas
máquinas tienen la ventaja de poder detectar
información acerca de los campos magnéticos u onda
ultrasónicas de su alrededor.

A.-Los sensores de luz

Para la robótica vienen en diferentes formas,
fotoresistencias, fotodiodos, fototransistores, obteniendo todos
estos el mismo resultado, es decir cuando un haz de luz es
detectado ellos responden ya sea creando o cambiando una
señal eléctrica la cual será analizada y el
dispositivo tomará una decisión o bien
proveerá la información. El uso de sensores de luz
le permite a los robots ubicarse, muchos de ellos utilizan
también sensores infrarrojos para desplazarse, emitiendo
un rayo hacia un obstáculo y midiendo la distancia, es
decir similar a un sonar o radar.

B.-Sensores de visión

La visión robótica es uno de los grandes
retos para los ingenieros de hoy en día. Es difícil
programar un robot para que sepa qué ignorar y que no.
Estas máquinas tienen problemas para interpretar sombras,
cambio de luces o brillo, además para poder tener
percepción de la profundidad es necesario que tengan
visión estereoscópica al igual que los humanos.
Otro de los grandes inconvenientes es el lograr resolver
imágenes tridimensionales para poder generar una imagen
tridimensional a partir de dos imágenes muy similares en
un tiempo corto se requiere de grandes cantidades de memoria y de
un procesador muy poderoso.

B1.- Sensores de proximidad ópticos.

Los sensores de proximidad ópticos son similares
a los sensores de luz en el sentido de que detectan la proximidad
de un objeto por su influencia sobre una onda propagadora que se
desplaza desde un transmisor hasta un receptor. Uno de los
métodos mas utilizados para detectar la proximidad por
medio de ópticos se muestra en la figura. Este sensor esta
constituido por un diodo emisor de luz de estado sólido
(led), que actúa como un transmisor de luz infrarroja y un
fotodiodo de estado sólido que actúa como el
receptor.

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C.-Sensores de tacto

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Estos sensores se utilizan en
robótica para obtener información asociada con el
contacto entre una mano manipuladora y objetos en el espacio de
trabajo.…………………………….Cualquier
información puede utilizarse, por ejemplo, para la
localización y el reconocimiento del objeto, así
como para controlar la fuerza ejercida por un manipulador sobre
un objeto dado. Los sensores de contacto pueden subdividirse en
dos categorías principales: binarios y
analógicos.…………………………………………………………Los
sensores binarios son esencialmente conmutadores que responden a
la presencia o ausencia de un objeto. Por el contrario los
sensores analógicos proporcionan a la salida una
señal proporcional a una fuerza local.

Inteligencia
artificial

A.-Introducción

Cuando la computación empezó a surgir como
una ciencia, se empezaron a dar cuenta de que los robots
podía realizar tareas mucho más complejas de lo que
ellos imaginaban; se interesaron en el concepto del "razonamiento
Humano"; se dieron cuenta de que si pudieran "aprender" de su
medio, se podría realizar el sueño de cualquier
científico de aquella época: crear vida artificial,
y de esta manera hacer que los robots pensaran y pudieran
razonar.

La inteligencia humana ha maravillado a los hombres
desde el principio de los tiempos, siempre ha tratado de
imitarla, igualar y mecanizarla para sus propios
propósitos. Comenzó por desarrollar algoritmos
capaces de resolver problemas específicos, se
interesó en aplicar la Lógica Matemática en
la resolución de dichos problemas, y es aquí donde
comenzó a desarrollarse la Inteligencia
artificial.

Podemos definir la Inteligencia artificial como "el
estudio de las maneras en las cuales las computadoras pueden
mejorar las tareas cognoscitivas, en las cuales, actualmente, la
gente es mejor." De esta manera podemos ver que el entendimiento
de algún lenguaje natural, reconocimiento de
imágenes, encontrar la mejor manera de resolver un
problema de matemáticas, encontrar la ruta óptima
para llegar a una objetivo específico, etc., son parte del
razonamiento humano, y que hasta ahora el hombre ha deseado poder
imitarla desarrollando la Inteligencia Artificial.

La capacidad de pensar de los robots está lejos
de ser una realidad, los esfuerzos para imitar el pensamiento
humano se han centrando alrededor de lógica basada en
reglas, es decir respuestas afirmativas o negativas y los datos
son almacenados en formato binario –unos y ceros- para ser
manipulado mediante reglas preprogramadas; la mayoría de
los llamados "cerebros robots" están basados
también en reglas y muy frecuentemente se encuentran
codificadas en un único microchip.

B.-Definición de Inteligencia
Artificial.

La inteligencia artificial estudia como
lograr que las máquinas realicen tareas que, por el
momento, son realizadas mejor por los seres humanos.. Al
principio se hizo pruebas en las tareas formales como juegos y
demostración de teoremas, juegos como las damas y el
ajedrez demostraron interés. Sin embargo la Inteligencia
artificial pronto se centró en problemas que aparecen a
diario denominados de sentido común .Se enfocaron los
estudios hacia un problema muy importante denominado
Comprensión del lenguaje natural. No obstante el
éxito que ha tenido la Inteligencia Artificial se basa en
la creación de los sistemas expertos, y de hecho
áreas en donde se debe tener alto conocimiento de alguna
disciplina se han dominado no así las de sentido
común.

C.-Aplicaciones de la inteligencia
artificial

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La Inteligencia artificial tiene aplicación en la
Robótica cuando se requiere que un robot "piense" y tome
una decisión entre dos o más opciones, es entonces
cuando principalmente ambas ciencias comparten algo en
común

Fuente: Robótica: Control e
Inteligencia

Lenguajes de
programación

A.-Introducción

En las máquinas controladas por
sistemas informáticos, el lenguaje es el medio que utiliza
el hombre para gobernar su funcionamiento, por lo que su correcta
adaptación con la tarea a realizar y la sencillez de
manejo, son factores determinantes del rendimiento obtenido en
los robots industriales.

Hay varias maneras de comunicarse con un
robot, y tres soluciones generales para lograrlo, que son
reconocimiento de palabras separadas, enseñanza y
repetición y lenguajes de programación de alto
nivel.

La enseñanza y repetición,
también conocido como guiado, es la solución
más común utilizada en el presente para los robots
industriales. Este método implica enseñar al robot
dirigiéndole los movimientos que el usuario desea que
realice. La enseñanza y repetición se lleva a cabo
normalmente con los siguientes pasos:

1) dirigiendo al robot con un movimiento
lento utilizando el control manual para realizar la tarea
completa y grabando los ángulos del movimiento del robot
en los lugares adecuados para que vuelva a repetir el
movimiento;

2) reproduciendo y repitiendo el movimiento
enseñado;

3) si el movimiento enseñado es
correcto, entonces se hace funcionar al robot a la velocidad
correcta en el modo repetitivo.

Guiar al robot en movimiento lento, puede
ser en general llevado a cabo de varias maneras: usando un
joystick, un conjunto de botones (uno para cada movimiento) o un
sistema de manipulación maestro-esclavo.

La estructura del sistema
informático del robot varía notablemente,
según el nivel y complejidad del lenguaje y de la base de
datos que requiera.

B.- CLASIFICACIÓN DE LA
PROGRAMACIÓN USADA EN ROBÓTICA

 La programación empleada en
Robótica puede tener un carácter explícito,
en el que el operador es el responsable de las acciones de
control y de las instrucciones adecuadas que las implementan, o
estar basada en la modelación del mundo exterior, cuando
se describe la tarea y el entorno y el propio sistema toma las
decisiones.

La programación explícita es
la utilizada en las aplicaciones industriales y consta de dos
técnicas fundamentales:

  • Programación Gestual.

  • Programación Textual.

La programación gestual consiste en
guiar el brazo del robot directamente a lo largo de la
trayectoria que debe seguir. Los puntos del camino se graban en
memoria y luego se repiten. Este tipo de programación,
exige el empleo del manipulador en la fase de enseñanza, o
sea, trabaja "on-line".

En la programación textual, las
acciones que ha de realizar el brazo se especifican mediante las
instrucciones de un lenguaje. En esta labor no participa la
máquina (off-line). Las trayectorias del manipulador se
calculan matemáticamente con gran precisión y se
evita el posicionamiento al ojo, muy corriente en la
programación gestual.

Los lenguajes de programación
textual se encuadran en varios niveles, según se realice
la descripción del trabajo del robot. Se relacionan a
continuación, en orden creciente de
complejidad:

  • Lenguajes elementales, que controlan
    directamente el movimiento de las articulaciones del
    robot

  • Lenguajes dirigidos a posicionar el
    elemento terminal del robot.

  • Lenguajes orientados hacia el objeto
    sobre el que opera el sistema.

  • Lenguajes enfocados a la tarea que
    realiza el robot.

B1.-PROGRAMACIÓN GESTUAL O
DIRECTA

En este tipo de programación, el
propio brazo interviene en el trazado del camino y en las
acciones a desarrollar en la tarea de la aplicación. Esta
característica determina, inexcusablemente, la
programación "on-line".

La programación gestual se subdivide
en dos clases:

  • Programación por aprendizaje
    directo.

  • Programación mediante un
    dispositivo de enseñanza.

En el aprendizaje directo, el punto final
del brazo se traslada con ayuda de un dispositivo especial
colocado en su muñeca, o utilizando un brazo maestro o
maniquí, sobre el que se efectúan los
desplazamientos que, tras ser memorizados, serán repetidos
por el manipulador.

La técnica de aprendizaje directo se
utiliza, extensamente, en labores de pintura. El operario conduce
la muñeca del manipulador o del brazo maestro,
determinando los tramos a recorrer y aquellos en los que la
pistola debe expulsar una cierta cantidad de pintura. Con esta
programación, los operarios sin conocimientos de
"software", pero con experiencia en el trabajo a desarrollar,
pueden preparar los programas eficazmente.

 El dispositivo de enseñanza
suele estar constituido por botones, teclas, pulsadores, luces
indicadoras, ejes giratorios o "joystick".

La estructura del "software" es del tipo
intérprete; sin embargo, el sistema operativo que controla
el procesador puede poseer rutinas específicas, que
suponen la posibilidad de realizar operaciones muy
eficientes.

Los lenguajes de programación
gestual, además de necesitar al propio robot en la
confección del programa, carecen de adaptabilidad en
tiempo real con el entorno y no pueden tratar, con facilidad,
interacciones de emergencia.

B2.-PROGRAMACIÓN
TEXTUAL

En una aplicación tal como el
ensamblaje de piezas, en la que se requiere una gran
precisión, los posicionamientos seleccionados mediante la
programación gestual no son suficientes, debiendo ser
sustituidos por cálculos más perfectos y por una
comunicación con el entorno que rodea al robot.

En la programación textual, la
posibilidad de edición es total. El robot debe intervenir,
sólo, en la puesta a punto final.

Según las características del
lenguaje, pueden confeccionarse programas de trabajo complejos,
con inclusión de saltos condicionales, empleo de bases de
datos, posibilidad de creación de módulos
operativos intercambiables, capacidad de adaptación a las
condiciones del mundo exterior, etc.

Monografias.com

Fuente:
www.frc.ri.cmu.edu/robotics-faq

Aplicaciones

1. Industria

Los robots son utilizados por una
diversidad de procesos industriales como lo son : la soldadura de
punto y soldadura de arco, pinturas de spray,
transportación de materiales, molienda de materiales,
moldeado en la industria plástica,
máquinas-herramientas, y otras más.

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2. Aplicación de
transferencia de material

Las aplicaciones de transferencia de material se definen
como operaciones en las cuales el objetivo primario es mover una
pieza de una posición a otra. Se suelen considerar entre
las operaciones más sencillas o directas de realizar por
los robots. Las aplicaciones normalmente necesitan un robot poco
sofisticado, y los requisitos de enclavamiento con otros equipos
son típicamente simples.

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3.-Carga y descarga de
maquinas.

Estas aplicaciones son de manejos de
material en las que el robot se utiliza para servir a una
máquina de producción transfiriendo piezas a/o
desde las máquinas. Existen tres casos que caen dentro de
ésta categoría de aplicación:

  • Carga/Descarga de Máquinas. El robot carga
    una pieza de trabajo en bruto en el proceso y descarga una
    pieza acabada. Una operación de mecanizado es un
    ejemplo de este caso.

  • Carga de máquinas. El robot debe de cargar la
    pieza de trabajo en bruto a los materiales en las
    máquinas, pero la pieza se extrae mediante
    algún otro medio..

  • Descarga de máquinas. La máquina
    produce piezas acabadas a partir de materiales en bruto que
    se cargan directamente en la máquina sin la ayuda de
    robots. El robot descarga la pieza de la
    máquina

4.. Laboratorios

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Los robots están encontrando un gran
número de aplicaciones en los laboratorios. Llevan acabo
con efectividad tareas repetitivas como la colocación de
tubos de pruebas dentro de los instrumentos de medición.
En ésta etapa de su desarrollo los robots son utilizados
para realizar procedimientos manuales automatizados. Un
típico sistema de preparación de muestras consiste
de un robot y una estación de laboratorio, la cual
contiene balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de tubos de
pruebas, etc.

Las muestras son movidas desde la
estación de laboratorios por el robot bajo el control de
procedimientos de un programa.

Los fabricantes de estos sistemas mencionan
tener tres ventajas sobre la operación manual: incrementan
la productividad, mejoran el control de calidad y reducen la
exposición del ser humano a sustancias químicas
nocivas.

Las aplicaciones subsecuentes incluyen la
medición del pH, viscosidad, y el porcentaje de
sólidos en polímeros, preparación de plasma
humano para muestras para ser examinadas, calor, flujo, peso y
disolución de muestras para presentaciones
espectromáticas.

5. Manipuladores
cinemáticos

La tecnología robótica
encontró su primer aplicación en la industria
nuclear con el desarrollo de teleoperadores para manejar material
radiactivo. Los robots más recientes han sido utilizados
para soldar a control remoto y la inspección de
tuberías en áreas de alta radiación. El
accidente en la planta nuclear de Three Mile Island en
Pennsylvania en 1979 estimuló el desarrollo y
aplicación de los robots en la industria nuclear.. Varios
robots y vehículos controlados remotamente han sido
utilizados para tal fin en los lugares donde ha ocurrido una
catástrofe de este tipo. Ésta clase de robots son
equipados en su mayoría con sofisticados equipos para
detectar niveles de radiación, cámaras, e incluso
llegan a traer a bordo un mini laboratorio para hacer
pruebas.

6. Educación

Los robots están apareciendo en los
salones de clases de tres distintas formas. Primero, los
programas educacionales utilizan la simulación de control
de robots como un medio de enseñanza. Un ejemplo palpable
es la utilización del lenguaje de programación del
robot Karel, el cual es un subconjunto de Pascal; este es
utilizado por la introducción a la enseñanza de la
programación.

El segundo y de uso más común
es el uso del robot tortuga en conjunción con el lenguaje
LOGO para enseñar ciencias computacionales. LOGO fue
creado con la intención de proporcionar al estudiante un
medio natural y divertido en el aprendizaje de las
matemáticas.

En tercer lugar está el uso de los
robots en los salones de clases. Una serie de manipuladores de
bajo costo, robots móviles, y sistemas completos han sido
desarrollados para su utilización en los laboratorios
educacionales. Debido a su bajo costo muchos de estos sistemas no
poseen una fiabilidad en su sistema mecánico, tienen poca
exactitud, no existen los sensores y en su mayoría carecen
de software.

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7. Espacio

La exploración espacial posee
problemas especiales para el uso de robots. El medio ambiente es
hostil para el ser humano, quien requiere un equipo de
protección muy costoso tanto en la Tierra como en el
Espacio. Muchos científicos han hecho la sugerencia de que
es necesario el uso de Robots para continuar con los avances en
la exploración espacial; pero como todavía no se
llega a un grado de automatización tan precisa para
ésta aplicación, el ser humano aún no ha
podido ser reemplazado por estos. Por su parte, son los
teleoperadores los que han encontrado aplicación en los
transbordadores espaciales.

En Marzo de 1982 el transbordador Columbia
fue el primero en utilizar este tipo de robots, aunque el ser
humano participa en la realización del control.

Algunas investigaciones están
encaminadas al diseño, construcción y control de
vehículos autónomos, los cuales llevarán a
bordo complejos laboratorios y cámaras muy sofisticadas
para la exploración de otros planetas. . Un claro ejemplo
de este tipo de diseño es el robot utilizado para la
exploración en Marte, el cual mediante sensores determina
el ambiente que lo rodea y puede tomar la decisión
más acertada acerca de la ruta u operación a
realizar. Todo esto está motivado por el tiempo que
tomaría en llegar a la superficie marciana las
órdenes desde la Tierra.

Fuente: www.robomag.com

Perspectivas
futuras de la robótica

La robótica es una tecnología
con futuro y también para el futuro. Si continúan
las tendencias actuales, y si algunos de los estudios de
investigación en el laboratorio actualmente en curso se
convierten finalmente en una tecnología factible, los
robots del futuro serán unidades móviles con uno o
más brazos, capacidades de sensores múltiples y con
la misma potencia de procesamiento de datos y de cálculo
que las grandes computadoras actuales. Serán capaces de
responder a órdenes dadas con voz humana. Así mismo
serán capaces de recibir instrucciones generales y
traducirlas, con el uso de la inteligencia artificial en un
conjunto específico de acciones requeridas para llevarlas
a cabo. Podrán ver, oír, palpar, aplicar una fuerza
media con precisión a un objeto y desplazarse por sus
propios medios.

En resumen, los futuros robots
tendrían muchos de los atributos de los seres humanos. Es
difícil pensar que los robots llegarán a sustituir
a los seres humanos, por el contrario, la robótica es una
tecnología que solo puede destinarse al beneficio de la
humanidad. Sin embargo, como otras tecnologías, hay
peligros potenciales implicados y deben establecerse salvaguardas
para no permitir su uso pernicioso.

El paso del presente al futuro
exigirá mucho trabajo de ingeniería
mecánica, ingeniería electrónica,
informática, ingeniería industrial,
tecnología de materiales, ingenierías de sistemas
de fabricación y todas las ciencias que estén
relacionadas con el tema de la robótica, para que la misma
no se quede estancada y mas bien siga cada día imponiendo
su tecnología.

Conclusiones

  • El tema de robótica es una rama
    de todo lo que es ingeniería mecánica, y es
    utilizado para la ingeniería industrial. La
    robótica tiene muchos lados con diferentes
    perspectivas, por ejemplo se usa desde una máquina
    repetitiva en una embotelladora, hasta un informador en
    planetas ajenos.

  • La era industrial de la robótica
    de desarrollo se impulso en los últimos años.
    En el futuro, creo que la producción de la
    robótica se va a impulsar aún más,
    porque la tecnología evoluciona, nunca se queda
    atrás, siempre va adelante. Esto significa para
    nosotros que una pieza de maquinaria del año 2000, no
    va a ser igual de efectiva que una maquina del año
    2010 ,así se va a ir produciendo una inteligencia que
    cumpla con las metas que el usuario le va a dar, claro que va
    hacer en una manera mucho más rápida y con
    mejor calidad.

  • El desarrollo de esta tecnología
    no pretende reemplazar al ser humano sino que trata de
    mejorar el estilo de vida del ser humano, ya que recordemos
    que, por lo menos los robots hacen que el trabajo pesado sea
    mas fácil de realizar, y que una maquina no se
    enferma, ni protestas, ni se cansa y esto puede elevar su
    utilidad.

  • Esperemos que esta tecnología no
    se nos vaya de las manos, y que no nos perjudique, sino que
    nos ayude.

  • La relación humano-robot es un
    hecho cotidiano ya que el robot es utilizado primordialmente
    el la industria moderna y se apoya en gran medida en los
    progresos de la microelectrónica y la
    microinformática, así como en nuevas
    disciplinas como el reconocimiento de formas y la
    inteligencia artificial.

Recomendaciones

  • Los conocimientos esenciales o básicos del
    estudio de la robótica son indispensables para
    cualquier estudiante de la especialidad de electrónica
    y el nivel que se ejerce para que pueda adquirirlos, solo
    requiere de un buen deseo de conocer la realidad de esta
    obra, mediante la debida observación e
    interpretación.

  • Debemos estudiar mucho para llegar a dominar una
    tecnología muy avanzada como es la robótica que
    necesita de muchas ciencias para ser comprendida

  • La robótica es una ciencia la cual debe
    conocer toda persona ya que la robótica a logrado
    satisfacer la necesidad de demanda en la producción
    industrial.

  • La persona o las personas que deseen estudiar este
    trabajo monográfico deben tener conocimientos
    básicos de electrónica, así como
    también tener información acerca del tema de
    robótica.

Anexos

Historia

La palabra robot viene de una programación. Una
imitación de actividades que el ser humano pueda hacer o
que aún desconoce. La definición no es tan precisa
pero es una máquina que puede imitar las acciones o
apariencias de inteligencia que tiene un ser humano, sean estas
ya más rápidas o lentas, siempre y cuando haya una
programación.

La palabra robot viene de "robota", esta significa labor
del ser humano. Se dio como ejemplo en los años de 1920
cuando se publicó un libro de ciencia ficción, en
este decía que un científico inventó un
robot para que ayudara a la gente hacer una y otra vez un trabajo
repetitivo, aunque después en el final de la historia los
robots se vuelven en contra de los humanos y se apoderan del
mundo. La palabra robot la dio a conocer el autor Karel Capek, y
la historia se llamó "R.U.R.:Rossums`s Universal
Robots".

Hoy en día, robots hacen una misma función
cuantas veces se necesite sin cansarse ni aburrirse, siempre van
a dar un mismo resultado y lo único que necesitan es una
fuente de poder (electricidad). Estos robots cuentan con
procesadores baratos y rápidos que hacen a estos
más inteligentes y menos caros. Aunque la
investigación por hacer que los robots "piensen"
más eficazmente, la meta es hacer que en un futuro los
robots sean suficientemente flexibles para hacer cualquier
acción que un ser humano pueda hacer.

Definiciones

Hay varios tipos de robots, siempre cuando
uno piensa en el futuro se imagina una nueva tecnología
mucho más sofisticada. La gran variedad que hay de
diferentes tipos y funciones programadas de un robot es
impresionante. Existen robots de uso doméstico, otros para
ayuda médica, otros para labores peligrosas, y bien los
robots de la industria.

Los robots llevan más de 50
años de ser reconocidos por nosotros. Los verdaderos
modelos de robots se dieron a conocer en los años de 1950
y de 1960, ya que un nuevo desarrollo de tecnología se
presentó con la invención de los transistores y los
circuitos integrados.

El proyecto elaborará las
perspectivas laborales que tiene la robótica con
función del ser humano, como es que estos funcionan en
compatibilidad con las personas para así tener un trabajo
más rápido y mejor elaborado. Ya que la
relación de humano-robot es un hecho conocido como
cotidiano en estos tiempos.

El término robótica procede
de la palabra robot. La robótica es, por lo tanto, la
ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo
y aplicaciones de los
robots……………………………………………………………………………………
Otra definición de robótica es el diseño,
fabricación y utilización de máquinas
automáticas programables con el fin de  realizar
tareas repetitivas como el ensamble de automóviles,
aparatos, etc. y otras actividades. Básicamente, la
robótica se ocupa de todo lo concerniente a los robots, lo
cual incluye el control de motores, mecanismos automáticos
neumáticos, sensores, sistemas de cómputos, etc.En
la robótica se aúnan para un mismo fin varias
disciplinas confluyentes, pero  diferentes, como la
Mecánica, la Electrónica, la Automática, la
Informática, etc.El término robótica se le
atribuye a Isaac
Asimov.…………………………………..
Los tres principios o leyes de la robótica según
Asimov son:

  • Un robot no puede lastimar ni permitir
    que sea lastimado ningún ser humano.

  • El robot debe obedecer a todas las
    órdenes de los humanos, excepto las que contraigan la
    primera ley.

  • El robot debe autoprotegerse, salvo que
    para hacerlo entre en conflicto con la primera o segunda
    ley.

Los robots son dispositivos compuestos de
sensores que reciben datos de entrada y que pueden estar
conectados a la computadora. Esta, al recibir la
información de entrada, ordena al robot que efectúe
una determinada acción. Puede ser que los propios robots
dispongan de microprocesadores que reciben el input de los
sensores y que estos microprocesadores ordenen al robot la
ejecución de las acciones para las cuales está
concebido.

Otras definiciones para robot
son:

  • Máquina controlada por ordenador
    y programada para moverse, manipular objetos y realizar
    trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los robots
    son capaces de realizar tareas repetitivas de forma
    más rápida, barata y precisa que los seres
    humanos. El término procede de la palabra checa
    robota, que significa "trabajo obligatorio", fue empleado por
    primera vez en la obra teatral de 1921 R.U.R (Robots
    Universales de Rossum) por el novelista y dramaturgo checo
    Karel Capek. Desde entonces se ha empleado la palabra robot
    para referirse a una máquina que realiza trabajos para
    ayudar a las personas o efectúa tareas
    difíciles o desagradables para los humanos.

  • Un robot es una manipulador
    multifuncional reprogramable diseñado para mover
    material, piezas, herramientas o dispositivos especializados
    a través de movimientos programados variables para la
    realización de tareas variadas. Para realizar
    cualquier tarea útil el robot debe interactuar con el
    entorno, el cual puede incluir dispositivos de
    alimentación, otros robots y, lo más
    importante, gente. Consideramos que la robótica abarca
    no solamente el estudio del robot en sí, sino
    también las interfaces entre él y sus
    alrededores.

  • Ingenio electrónico que puede
    ejecutar automáticamente operaciones o movimientos muy
    variados, y capaz de llevar a cabo todos los trabajos
    normalmente ejecutados por el nombre.

  • Manipulador multifuncional y
    reprogramable, diseñado para mover materiales, piezas,
    herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos
    programados y variables que permiten llevar a cabo diversas
    tareas.

En la actualidad, los avances
tecnológicos y científicos no han permitido
todavía construir un robot realmente inteligente, aunque
existen esperanzas de que esto sea posible algún
día. Hoy por hoy, una de las finalidades de la
construcción de robots es su intervención en los
procesos de fabricación. Estos robots, que no tienen forma
humana en absoluto, son los encargados de realizar trabajos
repetitivos en las cadenas de proceso de fabricación. En
una fábrica sin robots, los trabajos antes mencionados los
realizan técnicos especialistas en cadenas de
producción. Con los robots, el técnico puede
librarse de la rutina y el riesgo que sus labores comportan, con
lo que la empresa gana en rapidez, calidad y
precisión.

Tipos de robots

  • Robots impulsados
    reumáticamente: La programación consiste en la
    conexión de tubos de plástico a unos manguitos
    de unión de la unidad de control neumático.
    Esta unidad está formada por dos partes: una superior
    y una inferior. La parte inferior es un secuenciador que
    proporciona presión y vacío al conjunto de
    manguitos de unión en una secuencia controlada por el
    tiempo. La parte superior es el conjunto de manguitos de
    unión que activan cada una de las piezas
    móviles del robot. Son los más simples que
    existen. Hay quien opina que a este tipo de máquinas
    no se les debería llamar robots; sin embargo, en ellas
    se encuentran todos los elementos básicos de un robot:
    estas máquinas son programables, automáticas y
    pueden realizar gran variedad de movimientos.

  • Robots equipados con servomecanismos:
    El uso de servomecanismos va ligado al uso de sensores, como
    los potenciómetros, que informan de la posición
    del brazo o la pieza que se ha movido del robot, una vez
    éste ha ejecutado una orden transmitida. Esta
    posición es comparada con la que realmente
    debería adoptar el brazo o la pieza después de
    la ejecución de la orden; si no es la misma, se
    efectúa un movimiento más hasta llegar a la
    posición indicada.

  • Robots punto a punto: La
    programación se efectúa mediante una caja de
    control que posee un botón de control de velocidad,
    mediante el cual se puede ordenar al robot la
    ejecución de los movimientos paso a paso. Se
    clasifican, por orden de ejecución, los pasos que el
    robot debe seguir, al mismo tiempo que se puede ir grabando
    en la memoria la posición de cada paso. Este
    será el programa que el robot ejecutará. Una
    vez terminada la programación, el robot inicia su
    trabajo según las instrucciones del programa. A este
    tipo de robots se les llama punto a punto, porque el camino
    trazado para la realización de su trabajo está
    definido por pocos puntos.

  • Robots controlados por computadora: Se
    pueden controlar mediante computadora. Con ella es posible
    programar el robot para que mueva sus brazos en línea
    recta o describiendo cualquier otra figura geométrica
    entre puntos preestablecidos. La programación se
    realiza mediante una caja de control o mediante el teclado de
    la computadora. La computadora permite además acelerar
    más o menos los movimientos del robot, para facilitar
    la manipulación de objetos pesados.

  • Robots con capacidades
    sensoriales:

Aún se pueden añadir a este
tipo de robots capacidades sensoriales: sensores ópticos,
codificadores, etc. Los que no poseen estas capacidades
sólo pueden trabajar en ambientes donde los objetos que se
manipulan se mantienen siempre en la misma posición. Los
robots con capacidades sensoriales constituyen la última
generación de este tipo de máquinas. El uso de
estos robots en los ambientes industriales es muy escaso debido a
su elevado costo. Estos robots se usan en cadenas de embotellado
para comprobar si las botellas están llenas o si la
etiqueta está bien colocada.

El robot industrial es pues un dispositivo
multifuncional, es decir, apto para muy diversas aplicaciones, al
contrario de la máquina automática clásica,
fabricada para realizar de forma repetitiva un tipo determinado
de operaciones. El robot industrial se diseña en
función de diversos movimientos que debe poder ejecutar;
es decir, lo que importa son sus grados de libertad, su campo de
trabajo, su comportamiento estático y
dinámico.

La capacidad del robot industrial para
reconfigurar su ciclo de trabajo, unida a la versatilidad y
variedad de sus elementos terminales (pinzas, garras,
herramientas, etc.), le permite adaptarse fácilmente a la
evolución o cambio de los procesos de producción,
facilitando su reconversión.

Los robots industriales están
disponibles en una amplia gama de tamaños, formas y
configuraciones físicas. La gran mayoría de los
robots comercialmente disponibles en la actualidad tienen una de
estas cuatro configuraciones básicas:

  • Configuración polar

  • Configuración
    cilíndrica

  • Configuración de coordenadas
    cartesianas

  • Configuración de brazo
    articulado

La configuración de brazo articulado
utiliza únicamente articulaciones rotacionales para
conseguir cualquier posición y es por esto que es el
más versátil.

Los sensores se diseñarán de
modo que puedan medir el espacio tridimensional que rodea al
robot, así como reconocer y medir la posición y la
orientación de los objetos y sus relaciones con el
espacio. Se dispondrá de un sistema de proceso sensorial
capaz de analizar e interpretar los datos generados por los
sensores, así como de compararlos con un modelo para
detectar los errores que se puedan producir. Finalmente,
habrá un sistema de control que podrá aceptar
comandos de alto nivel y convertirlos en órdenes, que
serán ejecutadas por el robot para realizar tareas
enormemente sofisticadas.

Paralelo al avance de los robots
industriales era el avance de las investigaciones de los robots
llamados androides, que también se beneficiarán de
los nuevos logros en el campo de los aparatos sensoriales. De
todas formas, es posible que pasen decenas de años antes
de que se vea un androide con mínima apariencia humana en
cuanto a movimientos y comportamiento.

El Trabajo

Hay muchos trabajos que las personas no les
gusta hacer, sea ya por ser aburrido o bien peligroso, siempre se
va a tratar de evitar para no hacerlo. La solución
más práctica era obligar a alguien para que hiciera
el trabajo, esto se le llama esclavitud y se usaba
prácticamente en todo el mundo bajo la política de
que el fuerte y el poder dominan al débil. Así se
dio una explotación como en la producción militar
de Alemania, en la época de Hitler y Stalin.

Algunas palabras conocidas en el lenguaje
de maquinas inteligentes son por ejemplo: maestro, esclavo,
comando, obedecer, servomecanismo, y servo.

Ahora los robots son ideales para trabajos
que requieren movimientos repetitivos y precisos. Una ventaja
para las empresas es que los humanos necesitan descansos,
salarios, comida, dormir, y una área segura para trabajar,
los robots no. La fatiga y aburrimiento de los humanos afectan
directamente a la producción de una
compañía, los robots nunca se aburren por lo tanto
su trabajo va a ser el mismo desde que abra la
compañía a las 8:00 AM hasta las 6:00PM.

El noventa por ciento de robots trabajan en
fábricas, y más de la mitad hacen
automóviles. Las compañías de carros son tan
altamente automatizadas que la mayoría de los humanos
supervisan o mantienen los robots y otras
máquinas.

Otro tipo de trabajo para un robot es
barajar, dividir, hacer ,etc en fábricas de comidas. Por
ejemplo, en una fábrica de chocolates los robots arman las
cajas de chocolates. ¿Cómo lo hacen? Son guiados
por un sistema de visión, un brazo robótico que
localiza cada pieza de chocolate y de forma gentil sin
dañar al producto lo separa y divide

Sensores

Los robots usan sensores para así
tener información sobre sus alrededores. En general, un
sensor mide una característica del ambiente o espacio en
el que está y proporciona señales
eléctricas. A ciertas diferencias se puede decir que los
sentidos del humano de sentir presencia de olor, visión,
tacto, etc; El robot va a tener sentidos tales como campos
magnéticos o corrientes ultrasónicas, que nosotros
no podemos sentir.

Los sensores de luz para la robótica
vienen en diferentes formas. Estos se pueden usar para
navegación. Por ejemplo, un robot puede usarlo para seguir
en una línea recta blanca. Otros pueden usar visión
infrarroja.

La visión robótica es uno de
los grandes retos para los ingenieros de hacer. Es difícil
programar un robot para que sepa que ignorar y que no, Un robot
tiene problemas de interpretar sombras, cambio de luces o
brillo.

Taimen, para un robot tener una
percepción sorda, este necesita una visión
stereocóspica como la misma de nosotros. Resolver
imágenes tridimensionales requiere un campo amplio de
memoria en el robot.

Algunos robots pueden "ver" mediante el uso
de sonidos ultrasónicos, muy parecido al sistema que usa
los murciélagos. Estos robots emiten 40 kilohertz de ondas
sonoras, y luego detectan los ecos. Midiendo la demora del tiempo
de los sonidos en devolverse, el tiempo en que se dura le da una
distancia hacia un objeto( o sea en donde reboto el
sonido).

Los sensores de tacto también ayuda
a los robots ciegos a caminar.

Sensores, contactan y pompean para que el
robot sepa que ha hecho contacto con las paredes o algún
objeto.

Sensores de posición, hacen posible
enseñar a un robot hacer una función respectiva por
liderarlos entre las mociones. Sensores en los puntos del robot
guardan información sobre el cambio de una serie de
posiciones. El robot recuerda la información y repite el
trabajo exactamente igual

Personas Artificiales

Desde remotos tiempos atrás de
historia, el humano ha querido hacer personas artificiales para
asi hacer su propio trabajo como esclavos.

En las edades medias, cuando mecanismos de
reloj fueron desarrollados, modelos de articulación de
personas fueron diseñados, apoderados de corrientes y
pesos descendientes.

El sueño óptimo es hacer una
persona mecánica que sea el esclavo de uno. Es bastante
fácil de imaginar pero se hizo un tema en la ciencia
ficción.

En contraste de los intentos de algunas
personas en hacer personas artificiales en esclavos, otros fueron
ingeniando verdaderas máquinas para hacer el verdadero
trabajo. Estos diseños fueron más exitosos, porque
no les importaba el diseño de la máquina en forma
humana, diseñaron prácticamente un traje de
trabajo.

Se ha vuelto más usual para un
comercio de prestigio aplicar las palabras de "robot" y
"robótica" a cualquier máquina con inteligencia de
programación o artificial.

Glosario

Arquitectura 

. Estructura lógica y física de los
componentes de un computador.

Artificial 

. Hecho por mano o arte
del hombre.

.No natural,
falso.

.Producido por el
ingenio humano.

Autómata 

. Instrumento o aparato que encierra
dentro de sí el mecanismo que le imprime determinados
movimientos.

Centro de control

. Lugar desde el que se controla o
guía a un objeto distante, por procedimientos
electrónicos.

Chip 

. Pequeño
circuito integrado que realiza numerosas funciones en ordenadores
y dispositivos electrónicos.

Ciencia 

. Conjunto de
conocimientos obtenidos mediante la observación y el
razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que
se deducen principios y leyes generales.

Circuito

. Conjunto de conductores que
recorre una corriente eléctrica, y en el cual hay
generalmente intercalados aparatos productores o consumidores de
esta corriente.

. Disposición de las partes
que componen una cosa y le dan su peculiar forma y propiedades
anejas.

. Conjunto de los aparatos y
programas que constituyen un sistema
informático.

Conector 

. Que
conecta.

. Elemento que pone en
conexión diferentes partes de un texto o diferentes
textos.

Control

. Comprobación,
inspección, fiscalización,
intervención.

. Dominio, mando,
preponderancia.

Dispositivo 

Mecanismo o artificio dispuesto para producir una
acción prevista

Electromecánico 

. Dicho de un dispositivo o de un
aparato mecánico: Accionado o controlado por medio de
corrientes eléctricas.

Hardware 

. Conjunto de los componentes que
integran la parte material de una computadora.

Industria 

. Conjunto de operaciones materiales
ejecutadas para la obtención, transformación o
transporte de uno o varios productos naturales.

Informática 

. Conjunto de conocimientos
científicos y técnicas que hacen posible el
tratamiento automático de la información por medio
de ordenadores.

Inteligencia 

. Capacidad de entender o
comprender.

. Capacidad de resolver
problemas.

. Conocimiento, comprensión,
acto de entender

Joystick

. En
informática, dispositivo señalador muy conocido,
utilizado mayoritariamente para juegos de ordenador o
computadora

Máquina 

. Artificio para aprovechar, dirigir
o regular la acción de una fuerza.

. Conjunto de aparatos combinados
para recibir cierta forma de energía y transformarla en
otra más adecuada, o para producir un efecto
determinado.

Mecanismo 

. Conjunto de las partes de una
máquina en su disposición adecuada.

. Estructura de un cuerpo natural o
artificial, y combinación de sus partes
constitutivas.

Microelectrónica 

. Técnica de diseñar y
producir circuitos electrónicos en miniatura, aplicando
especialmente elementos semiconductores.

Operación 

. Acción y
efecto de operar.

. Ejecución de
algo.

Parámetro

. Dato o factor que se toma como
necesario para analizar o valorar una
situación.

Programar 

. Formar programas, previa
declaración de lo que se piensa hacer y anuncio de las
partes de que se ha de componer un acto o espectáculo o
una serie de ellos.

. Idear y ordenar las acciones
necesarias para realizar un proyecto.

. Preparar ciertas máquinas
por anticipado para que empiecen a funcionar en el momento
previsto.

Robot 

. Máquina o ingenio
electrónico programable, capaz de manipular objetos y
realizar operaciones antes reservadas solo a las
personas.

Semiconductor 

.

Se dice de las sustancias aislantes, como el
germanio y el silicio, que se transforman en conductores por la
adición de determinadas impurezas. Se usan en la
fabricación de transistores, chips y
derivados.

Sensor 

. Dispositivo que detecta una
determinada acción externa, temperatura, presión,
etc., y la trasmite adecuadamente.

Sistema

. Conjunto de reglas o principios
sobre una materia racionalmente enlazados entre
sí.

. Conjunto de cosas que relacionadas
entre sí ordenadamente contribuyen a determinado
objeto.

Software 

. Conjunto de programas,
instrucciones y reglas informáticas para ejecutar ciertas
tareas en una computadora.

Tecnología

. Conjunto de teorías y de
técnicas que permiten el aprovechamiento práctico
del conocimiento científico.

voltaje 

. Cantidad de voltios
que actúan en un aparato o sistema
eléctronico.

Fuente: Biblioteca de Consulta
Microsoft® Encarta® 2004

Bibliografía

1.-INTERNET

2.-BIBLIOTECA VIRTUAL DE CONSULTA
MICROSOFT® ENCARTA® 2004

3.-ROBÓTICA, UNA
INTRODUCCIÓN

Don McCloy , Michael Harris – Edit..
LIMUSA S.A. – México 1993

4.-ENCICLOPEDIA DE
ELECTRÓNICA

Stan Gibilisco, Neil Sclater – Edit. Mc
Graw. Acapulco –México 1994

5.-ROBÓTICA: Control, Detección,
Visión e Inteligencia artificial

K.S. FU, R.C González, C.S.G. LEE –
Edit. Mc Graw Hill – 1997

6.-ROBÓTICA PRACTICA TECNOLOGÍA Y
APLICACIONES

José Ma. Angulo – Ed. Paraninfo
1997

 

 

 

Autor:

Betancourt Vinicio

Partes: 1, 2
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