Historia de la Robótica

Por siglos, el ser humano ha construido máquinas que imitan partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses; los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicos, los cuales eran utilizados para fascinar a los adoradores de los templos.

El inicio de la robótica actual puede fijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas. Luego, la Revolución Industrial impulsó el desarrollo de estos agentes mecánicos. Además de esto, durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots. Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos.

La palabra robot se utilizó por primera vez en 1920 en una obra llamada "Los Robots Universales de Rossum", escrita por el dramaturgo checo Karel Capek. Su trama trataba sobre un hombre que fabricó un robot y luego este último mata al hombre. La palabra checa 'Robota' significa servidumbre o trabajado forzado, y cuando se tradujo al inglés se convirtió en el término robot.

"Tres Leyes de Robótica" que son las siguientes:

Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.

Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.

Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.

La Asociación de Robots Japonesa (JIRA) ha clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de su nivel de inteligencia:

1.- Dispositivos de manejo manual, controlados por una persona.

2.- Robots de secuencia arreglada.

3.- Robots de secuencia variable, donde un operador puede modificar la secuencia fácilmente.

4.- Robots regeneradores, donde el operador humano conduce el robot a través de la tarea.

5.- Robots de control numérico, donde el operador alimenta la programación del movimiento, hasta que se enseñe manualmente la tarea.

6.- Robots inteligentes, los cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.

Robótica

1-¿Qué es la robótica?

Una vez comprendido el concepto de robot podemos avanzar hacia la definición de la ciencia que estudia este tipo de dispositivos, la cual se denomina "Robótica" y ha evolucionado rápidamente en estos últimos años. 
Podríamos aproximarnos a una definición de Robótica como: 
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. 
De esta definición podemos concluir que en la robótica se aúnan para un mismo fin varias disciplinas confluyentes, pero diferentes, como ser la Mecánica, la Electrónica, la Automática, la Informática, etc.

2-¿De dónde proviene la palabra “robot”?

La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1890 – 1938) estrena en el teatro nacional de Praga su obra Rossum’s Universal Robot (R.U.R.). Su origen es de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo realizado de manera forzada. La trama era sencilla: el hombre fabrica un robot, luego el robot mata al hombre.

3-¿Qué es inteligencia artificial?

La inteligencia artificial es considerada una rama de la computación y relaciona un fenómeno natural con una analogía artificial a través de programas de computador. La inteligencia artificial puede ser tomada como ciencia si se enfoca hacia la elaboración de programas basados en comparaciones con la eficiencia del hombre, contribuyendo a un mayor entendimiento del conocimiento humano.

Si por otro lado es tomada como ingeniería, basada en una relación deseable de entrada-salida para sintetizar un programa de computador. "El resultado es un programa de alta eficiencia que funciona como una poderosa herramienta para quien la utiliza."

A través de la inteligencia artificial se han desarrollado los sistemas expertos que pueden imitar la capacidad mental del hombre y relacionan reglas de sintaxis del lenguaje hablado y escrito sobre la base de la experiencia, para luego hacer juicios acerca de un problema, cuya solución se logra con mejores juicios y más rápidamente que el ser humano. En la medicina tiene gran utilidad al acertar el 85 % de los casos de diagnóstico.

4-¿Qué es domótica?

Se llama domótica al conjunto de sistemas capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados por medio de redes interiores y exteriores de comunicación, cableadas o inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad, desde dentro y fuera del hogar. Se podría definir como la integración de la tecnología en el diseño inteligente de un recinto cerrado.

El término domótica viene de la unión de las palabras domus (que significa casa en latín) y tica (de automática, palabra en griego, ‘que funciona por sí sola’).

5-¿Qué es automatización robotizada?

La historia de 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.. Éstas 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 robótica, en una forma o en otra, permanecerá.

6-¿Qué es la WRO?

La WRO (World Robot Olympiad) Olimpiada Mundial de Robótica, es un evento internacional organizado cada año, desde el 2004, por los Ministerios de los países asiáticos, donde reúne a jóvenes de todas partes del mundo

Es un torneo de robótica que se realiza anualmente desde el año 2004 y esta organizada por los Ministerios de Educación de los países asiáticos. En esta competencia se evalúa la presentación, desarrollo técnico, creatividad del diseño y sobre todo funcionalidad del proyecto, dentro de dos categorías específicas.

1. Categoría regular

2. Categoría Abierta

3. WRO GEN II Fútbol

4. Categoría Regular College.

Robot Seguidor

Objetivos de automatización

Objetivos de automatización

 Objetivos de automatización relación con los seres humanos dentro de las operaciones de manufactura

Reducir la intervención humana, el aburrimiento y posibles errores humanos.

Aumenta la seguridad para el personal.

Reducir el daño en las piezas que resultaría del manejo manual

¿Cuáles  son los inconvenientes de la automatización?

Inflexibilidad Es sumamente costosa o lenta la adaptación o el cambio de un proceso automatizado para producir modelos diferentes de productos compuestos por partes diferentes entre sí. Personal altamente calificado. A lo largo de todo el proceso de implantación, desde el diseño de la línea y los equipos, hasta el mantenimiento regular y las modificaciones de mejora. Este personal es muy caro y escaso

Gran capital, Decremento severo en la flexibilidad, Incremento en la dependencia del mantenimiento y reparación.

 Ventajas de  automatización

La automatización de un proceso frente al control manual del mismo proceso, brinda ciertas ventajas y beneficios de orden económico, social, y tecnológico, pudiéndose resaltar las siguientes:

Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador y en el desarrollo del proceso, esta dependerá de la eficiencia del sistema implementado.

Se obtiene una reducción de costos, puesto que se racionaliza el trabajo, se reduce el tiempo y dinero dedicado al mantenimiento.

Existe una reducción en los tiempos de procesamiento de información.

Disminución de la contaminación y daño ambiental.

Racionalización y uso eficiente de la energía y la materia prima.

Aumento en la seguridad de las instalaciones y la protección a los trabajadores

¿Cuáles son las dos partes principales de un sistema automatizado?

La Parte Operativa: es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los acciona dores  de las máquinas como motores, cilindros, compresores ..y los captadores como foto diodos, finales de carrera ...                                   

La Parte de Mando: suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable está en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado

¿Cómo se define la automatización dentro del concepto industrial?

La automatización industrial  es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecánicos para controlar maquinarias o procesos industriales. Como una disciplina de la ingeniería más amplia que un sistema de control, abarca la instrumentación industrial, que incluye los sensores, los transmisores de campo, los sistemas de control y supervisión, los sistemas de transmisión y recolección de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.

¿Cuál es el concepto de automatización?

La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos

¿Escriba tres objetivos de la automatización relacionadas con la mejora en la calidad de los productos en el proceso de manufactura?

-mejorar la calidad y uniformidad del producto.

-minimizar el esfuerzo y los tiempos de producción.

-mejorar la calidad mediante procesos repetitivos.

Automatización

 ¿Qué es Automatización?

La automatización es un sistema donde se trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por operadores humanos a un conjunto de elementos tecnológicos.  

Un sistema automatizado consta de dos partes principales:                      

             Parte de Mando

             Parte Operativa         

           

La Parte Operativa es la parte que actúa directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen que la máquina se mueva y realice la operación deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los accionadores  de las máquinas como motores, cilindros, compresores y los captadores como fotodiodos, finales de carrera...                                   

La Parte de Mando suele ser un autómata programable (tecnología programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban relés electromagnéticos, tarjetas electrónicas o módulos lógicos neumáticos (tecnología cableada). En un sistema de fabricación automatizado el autómata programable está en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse con todos los constituyentes de sistema automatizado.

Regulación automática

La regulación automática es una rama de la ingeniería que se ocupa del control de un proceso en un estado determinado; por ejemplo, mantener la temperatura de una calefacción, el rumbo de un avión o la velocidad de un automóvil en un valor establecido.

La regulación automática, también llamada Teoría de control, estudia el comportamiento de los sistemas dinámicos, tratándolos como cajas o bloques con una entrada y una salida. En general, la entrada al sistema es una señal analógica o digital que se capta en algún punto del sistema. Los bloques intermedios representan las diversas acciones perturbadoras que afectan a la señal, como rozamientos en los actuadores, así como el efecto de los elementos de control interpuestos, los reguladores. Estos efectos se suelen representar mediante las funciones matemáticas que los describen, llamadas funciones de transferencia. La salida del sistema se llama referencia y corresponde al valor de la señal tras actuar sobre ella las anteriores funciones de transferencia. Cuando una o más de las variables de salida de un sistema tienen que seguir el valor de una referencia que cambia con el tiempo, se necesita interponer un controlador que manipule los valores de las señales de entrada al sistema hasta obtener el valor deseado de salida.

Autorregulados

Los sistemas autorreguladores son aquellos en los cuales existe un dispositivo de regulación que mantiene constante, dentro de ciertos límites, el parámetro principal de funcionamiento.

En los automóviles existen numerosas regulaciones que se producen automáticamente, como la del avance de encendido, que debe variarse en función del número de revoluciones y del estrangulamiento de la alimentación. Otro ejemplo de sistema autorregulador es la instalación eléctrica, en la que existe un dispositivo cuya misión consiste en mantener constante la tensión y limitar a un valor conveniente la corriente de carga de la batería.

Controlados

Un sistema de control está definido como un conjunto de componentes que pueden regular su propia conducta o la de otro sistema con el fin de lograr un funcionamiento predeterminado

Mecanizacíon

¿Qué es Mecanización?

Mecanización consiste en proveer a operadores humanos con maquinaria para ayudarles con los requerimientos físicos del trabajo. También puede referirse al uso de máquinas para reemplazar la labor manual o el uso de animales. El siguiente paso de la mecanización es la automatización.

El término es principalmente usado en el ámbito industrial. Con la aparición de herramientas mecanizadas, como el torno propulsado por vapor, se redujo drásticamente el tiempo necesario para llevar a cabo diversas tareas, mejorando la productividad. Hoy en día, muy pocas de las labores de construcción se llevan a cabo únicamente con herramientas manuales.

 Máquinas simples/Máquinas complejas

Máquinas simples:

Una máquina simple es un artefacto mecánico que transforma un movimiento en otro diferente, valiéndose de la fuerza recibida para entregar otra de magnitud, dirección o longitud de desplazamiento distintos a la de la acción aplicada.¹

En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de la energía: (la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma). La fuerza aplicada, multiplicada por la distancia aplicada (trabajo aplicado), será igual a la fuerza resultante multiplicada por la distancia resultante (trabajo resultante). Una máquina simple, ni crea ni destruye trabajo mecánico, sólo transforma algunas de sus características.

Máquinas simples son: la palanca, las poleas, el plano inclinado, la cuña, etc.

Máquinas complejas:

Máquinas compuestas o complejas son las que están formadas por dos o más máquinas simples. Las principales máquinas compuestas son: La rueda dentada, el polipasto y la grúa. Este tipo de máquinas se caracteriza por ser aquellas que resultan del acoplamiento de varias máquinas.

 Las máquinas compuestas generalmente son combinaciones de 6 tipos de máquinas simples: Palancas, poleas, ruedas, ejes, planos inclinados, tornillos y cuñas.

¿Qué es fricción?

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto.

4 proyecto

3 proyecto

¿Que es Lego Mindstorms?

Lego Mindstorms

¿Que es Lego Mindstorms?

Lego Mindstorms es un juego de robótica para niños fabricado por la empresa Lego, el cual posee elementos básicos de las teorías robóticas, como la unión de piezas y la programación de acciones, en forma interactiva. Este robot fue comercializado por primera vez en septiembre de 1998.

Comercialmente se publicita como Robotic Invention System, en español Sistema de Invención Robotizado (RIS). También se vende como herramienta educacional, lo que originalmente se pensó en una sociedad entre Lego y el MIT. La versión educativa se llama Lego Mindstorms for Schools, en español Lego Mindstorms para la escuela y viene con un software de programación basado en la GUI de Robolab.

Lego Mindstorms puede ser usado para construir un modelo de sistema integrado con partes electromecánicas controladas por computador. Prácticamente todo puede ser representado con las piezas tal como en la vida real, como un elevador o robots industriales.

La construcción del robot se basa en la unión de bloques de plástico, característicos de Lego, junto con piezas plegables y algunas piezas que permiten la rotación de ruedas o piezas. El modelo se debe centrar en el bloque programable, ya que este bloque provee la energía necesaria para el movimiento del robot creado. Además, se pueden fijar los sensores que se adjuntan en el kit, para que sean útiles en el desarrollo del robot.

Una de las principales estrategias de construcción se basa en determinar el tipo de robot y si el software proporcionado sirve para construir el robot. Una vez determinado esto, se puede comenzar a construir siempre en bloques de función, como por ejemplo, ensamblar las ruedas a un eje o los sensores en las bases que puedan ser útiles. Tras esto, comienza la fase de unión entorno al bloque, que es fase más critica, debido a que el sensor infrarrojo, en el bloque RCX, no debe ser tapado para que se pueda cargar el software. Una vez ensamblado el robot, se procede al envío del programa y ejecución de las sentencias programadas, y a continuación se procede similar a la programación de un software, a probar y corregir fallos.

pagina web:http://www.tucamon.es/contenido/aprender-a-programar-con-lego-mindstorms

segundo proyecto

Primer proyecto