Robotica vasquez

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  TRABAJO DE INFORMATICA ROBÓTICA MARIANAVASQUEZ CASTIBLANCO INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN IBAGUÉ - TOLIMA 2019
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  1 TRABAJO DE INFORMATICA ROBÓTICA ESTUDIANTE: MARIANAVASQUEZ CASTIBLANCO DOCENTE: MARIA ESPERANZA RADA SAAVEDRA GRADO: 11 - 1 INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN IBAGUÉ - TOLIMA 2019
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  2 TABLA DE CONTENIDO ●INTRODUCCIÓN 3 ● OBJETIVO 3 ● QUE ES LA ROBÓTICA 4 ● ORIGEN 5 ● PARA QUÉ SIRVE 7 ● CARACTERÍSTICAS 8 ● IMPORTANCIA 9 ● CLASIFICACIÓN O RAMAS 12 ● CÓMO FUNCIONA 13 ● APLICACIONES 16 ● CONCLUSIÓN 17
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  3 INTRODUCCIÓN Esta consulta buscaun mejor aclaramiento de lo que es la robótica, así como describirla y desglosarla para apropiarse de los conceptos, temas entre otras cosas, también es importante destacar la aclaración del lenguaje informático y aplicar este a un entorno educativo. OBJETIVOS
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  4 QUÉ ES ROBÓTICA Segúnla página web, Wikipedia: “La robótica es la rama de la ingeniería mecatrónica, de la ingeniería eléctrica, de la ingeniería mecánica, de la ingeniería biomédica, y de las ciencias de la computación, que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura, manufactura, y aplicación de los robots” Es decir, la robótica es una sección de la ingeniería (Usualmente las que están dirigidas hacia las nuevas tecnologías y a los robots o máquinas inteligentes) gracias a esta se pueden crear para beneficios, por lo que debemos aprender a utilizarla. Imagen 1: robótica como un poco de todo. Por lo que podemos apreciar en el gráfico, la robótica no se formó por sí misma, haciendo que destaque el trabajo de muchas personas, ingenieros e incluso científicos tuvieron que dar sus aportes para ser de esta roma lo que es hoy en día.
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  5 ORIGEN Por siglos elser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos. 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. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión. En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘ el programa ’ para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y otros.
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  6 El desarrollo enla tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías. No obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado por varias narraciones de ciencia ficción.Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al inglés se convirtió en el término robot. En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples, como tareas repetitivas que no requieren tanta precisión. Refleja el hecho de que en los 80´s las tareas relativamente simples como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura son económicamente viables para ser robotizadas.
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  7 PARA QUÉ SIRVE Comoanteriormente hemos mencionado, el objetivo principal de la robótica es el de la creación de tecnologías avanzadas o Robots, siendo este último el más relacionado con esta rama. Por lo general la robótica se utiliza en distintos campos de la ciencia, educación, prácticas de ensayos y más que todo en experimentos, al ser esta una rama tan “novata” en la actualidad. Imagen 2: La robótica como una ayuda y no una dependencia Actualmente, las tecnologías han absorbido tanto al ser humano, que se ha vuelto dependiente a está, siendo el mercado dominado por esta “necesidad” hace que los estudios para la profundización de esta sección/rama no se lleven a cabo con mucho éxito, sin embargo ya hemos tenido grandes avance con robots capaces de captar imágenes, cantar, bailar, jugar y esperemos que próximamente sean capaces de apoyar los avances científicos para las áreas de la investigación, la salud y la educación.
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  8 CARACTERÍSTICAS La robótica tienenunas evidentes características diversas para que se puedan desarrollar y aplicar la tarea la cual piensan hacer; de ellas las características de los robots son las siguientes: - ENERGÍA: Un robot es importante donde tenga una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada vez donde efectúa algún movimiento. - GRADOS DE LIBERTAD: Los grados de libertad se utilizan en conocer la posición de cada actuado ya articulación del robot para así el efector final este en posición para realizar alguna tarea programada. - CAPTACIÓN DE INFORMACIÓN: Son los sensores donde le dan al robot una información necesaria para desempeñar una actividad en el cual este diseñado. - AUTONOMÍA: Es la forma en la cual el robot donde desempeña alguna actividad de alguna complejidad con el utiliza miento de la inteligencia artificial. Existen diversos tipos de clasificaciones de robots y cada clasificación tiene diversas características. - MOVIMIENTO: Posee un sistemas de coordenadas en el cual el robot se pueda desplazar: - Cartesianas. - Cilíndricas. - Polares.
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  9 IMPORTANCIA La robótica siempreha estado unida a la construcción de "artefactos" con la idea de asemejarse al ser humano y de ahorrar trabajo. La palabra "robot" proviene del escritor Karel Capek, el cual usó en 1921 dicho término en una de sus obras a partir de la palabra checa "robota", que significa servidumbre o trabajo forzado. Posteriormente, sería Isaac Asimov quien utilizaría el término "robótica". La robótica se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de éstos y combina diversas disciplinas como la mecánica, electrónica, informática, inteligencia artificial e ingeniería de control. La inteligencia artificial, está adquiriendo mayor protagonismo con el tiempo en la robótica, se trata de una ciencia perteneciente a la rama de la cibernética, que estudia el mecanismo de la inteligencia humana con el fin de crear máquinas inteligentes, capaces de realizar cálculos y de "pensar", elaborar juicios y tomar decisiones. La inteligencia artificial se encarga de la parte analítica, consiguiendo comportamientos cada vez más humanos. Quizás estos comportamientos humanos sean los que más llamen la atención, probablemente relacionándolos con el cine, en películas donde los robots, capaces de imitar a las personas acaban por revelarse. Aunque el aprendizaje de los robots es una realidad, carecen de capacidad creativa, sentido común y otros aspectos de vital importancia en el desarrollo. La robótica se ha desarrollado y evolucionado en gran medida a lo largo de los últimos años, de tal manera que actualmente existen varios campos que componen la robótica avanzada y que afrontan el futuro de ésta. El objetivo es crear robots inteligentes y autónomos, la nueva generación, capaces de estar situados en su entorno, adoptar comportamientos, razonar, evolucionar y actuar como
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  10 seres vivos. Endiversos laboratorios en el mundo está surgiendo una nueva generación de robots que pueden entender y asistir a los seres humanos: los robots de servicio. Se predice que los robots de servicio van a transformar en buena medida la vida de las personas en un futuro próximo, ya que realizarán tareas en beneficio de la humanidad. Estas van desde tareas cotidianas como cortar pasto, labores que requieren de cierto entrenamiento especializado como cuidar personas de avanzada edad, trabajos que involucran un alto grado de exactitud, como intervenciones de cirugía de alta precisión, hasta tareas que involucran riesgos elevados, como desactivar una bomba. La revolución robótica va a detonar un importante avance científico y tecnológico en diversas áreas de la mecánica, control, electrónica y computación; pero además ayudará a resolver problemas sociales de salud y seguridad, entre otros; y creará una nueva industria con importantes beneficios económicos. Dentro de la gran gama de posibles robots que se pueden desarrollar, sin lugar a duda, los robots humanoides son los que ofrecen mayores beneficios. Un robot humanoide es un robot móvil que tiene una apariencia similar a la de un ser humano, incluyendo la capacidad de manipulación (brazos) y locomoción. Por un lado, se espera que un robot humanoide de tamaño natural tenga la capacidad de utilizar todas las herramientas que el hombre ha desarrollado a lo largo de su historia, sin que se tengan que adaptar ambientes especiales. La interacción de los robots humanoides con las personas se da de una manera más natural al tener una apariencia similar a la de un humano, y por lo tanto se espera mayor aceptación que con otro tipo de robots.
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  11 Cabe mencionar queen la Universidad Politécnica de Tulancingo los alumnos de la carrera de Ingeniería Robótica desarrollan actividades desde el primer cuatrimestre con robots industriales, siendo ellos quienes los programan para realizar alguna tarea en específico. Dichas actividades se llevan a cabo en el laboratorio de robótica el cual cuenta con una amplia gama de robots industriales y robots humanoides como el NAO, que es programado por alumnos, con la finalidad de participar en concursos internacionales.
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  12 CLASIFICACIÓN O RAMAS Veamosahora los campos de aplicación de la robótica, los cuales son muchos y muy variados. ● Robótica industrial: Encargada del diseño de robots que permiten realizar tareas relacionadas al proceso de ensamble y manufactura de componentes a nivel industrial, como son: ensamble de autopartes, clasificación de piezas, posicionamiento de componentes electrónicos, empaquetado de alimentos, control de calidad, etc. El objetivo principal es reducir el costo y tiempo de producción, reducir los errores por manufactura humana y mejorar los procesos. ● Robótica de servicio: Se enfoca en el diseño de robots que proporcionan servicios a los seres humanos. Un robot de servicio opera de manera totalmente o parcialmente autónoma. Las tareas comunes de este tipo de robots son: sistemas de cirugía, cuidado de personas, servicios de limpieza doméstica e industrial, entretenimiento, exploración, desactivación de bombas, minería, rescate, etc. ● Robótica espacial: Esta área se enfoca en el diseño de robots para la actividad espacial como es la exploración planetaria o la asistencia en órbita. Entre muchas otras cosas, son utilizados para obtener muestras del terreno y estudiar la composición del suelo y de la atmósfera. Un ejemplo son los robots Spirit y Opportunity cuya misión fue realizar labores de investigación para detectar posibles índices de la existencia de agua en el planeta Marte.
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  13 CÓMO FUNCIONA Como podemosdarnos cuenta hoy en día la robótica juega un papel fundamental en el desarrollo tecnológico del siglo XXI debido a que se encuentra involucrada en infinidad de áreas con las que nos relacionamos día con día. También es un área extremadamente apasionante, a la vez tan flexible para poder investigar e innovar en todos los campos, solucionando los problemas que se encuentran en la sociedad, y a la vez tan compleja que requiere años de práctica y de estudios en ciencia y tecnología avanzada. Sin embargo no es un área únicamente reservada para profesionales, cualquier persona interesada en el tema puede realizar proyectos robóticos que pueden ir desde lo amateur hasta lo más avanzado e inimaginable. Es por esto, que en esta serie de artículos de la serie “Robótica para no ingenieros” nos enfocaremos en el desarrollo de proyectos que te permitirán adquirir los conocimientos básicos para poder desarrollar proyectos de robótica. Arquitectura de un robot ¿Sabías que los robots están integrados por grupos de componentes que al interactuar entre ellos hacen posibles su funcionamiento? Estos elementos son piezas mecánicas, electrónicas y electromecánicas, algunos ejemplos son engranajes, soportes, tornillos, dispositivos electrónicos, sensores, motores y muchas otras pieza.
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  14 Estos componentes seagrupan en conjuntos llamados sistemas. Hagamos una analogía de los sistemas principales de un robot y el cuerpo humano que nos permitirá entender con mejor claridad. Sistema sensorial vs sentidos Los seres humanos adquirimos información del mundo real a través de los cinco sentidos: tacto, gusto, olfato, oído y vista. De la misma manera un robot debe obtener información del medio, y esto es posible por medio de los sensores, existen sensores de todo tipo: temperatura, posición, presión, aceleración, etc. Los cuales veremos con detalle en artículos posteriores. Sistema de control vs cerebro Día con día, debemos tomar decisiones con base en la información que obtenemos del medio, nuestro cerebro recibe millones de datos que debe procesar a una velocidad asombrosa y en tiempo real, y así, mandar determinadas acciones a nuestro cuerpo. Análogamente todo robot, dispone de una unidad de procesamiento que le permite analizar y operar sobre los datos obtenidos a través de los sensores, para poder tomar decisiones basándose en la estructura de su programación. Sistema mecánico vs cuerpo humano Una de las partes más importantes del ser humano, es el cuerpo, pues es la estructura integrada por músculos, huesos, articulaciones, etc. Y que hacen posible tener libertad de
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  15 movimiento, de locontrario solo seriamos seres inanimados. De la misma manera todo robot posee una estructura que le permite tener un soporte rígido y hace posible su movimiento, los motores, actuadores lineales como pistones y engranajes para la transmisión de movimiento son algunos ejemplos de componentes que integran el sistema mecánico. Micro controladores En esta primera entrega nos vamos a enfocar en el sistema de control, y específicamente de los micro controladores que son la unidad de procesamiento central en muchos de los robots y hacen posible la toma de decisiones para ejecutar todo tipo de tareas. Un micro controlador es un circuito integrado programable, que ejecuta las instrucciones almacenadas en su memoria, es la unidad lógica y de control en todo robot. En el mercado existen muchísimos tipos, y modelos de micro controladores, desde los más básicos hasta los más avanzados capaces de ejecutar millones de instrucciones por segundo y controlar diversos componentes como sensores y motores a una gran velocidad.
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  16 APLICACIONES Los robots sonmuy útiles en muchas áreas: ● En la industria se utilizan para hacer trabajos peligrosos como soldaduras de arco, de punto o implementación de sustancias inhalantes nocivas. También se usan para aplicar pintura en spray, transporte pesado, molienda de materiales o moldeado en plástico. ● En los Laboratorios médicos se utilizan para realizar tareas repetitivas de medición de peso, cantidad de materia, pH, etc. Los robots presentan tres ventajas sobre el trabajo humano: mayor productividad, mayor control de calidad y reducción de exposición humana a sustancias dañinas. ● El Instituto de Investigación Australiano ha invertido mucho dinero en fabricar robots para la agricultura; produjo uno que esquila ovejas, y otro que realiza los cortes de los cerdos. ● En la actividad de investigación del espacio se han utilizado y se utilizan robots, la información que se recoge de los planetas con las sondas no tripuladas como la Galileo, que investigó Júpiter; son producto de mediciones de robots.
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  17 CONCLUSIONES Podemos decir quela robótica es una rama, innovadora que está cambiando el mundo para darle una nueva perspectiva a la tecnología y al destino de las ciencias, educación, salud, entretenimiento, política, económica y sobre todo sociedad. Además que esta se puede aplicar a la mayoría de los campos, pero sin duda esta nunca podrá rebasar lo que si unas manos humanas impulsadas por el sentimiento de ayudar a otro. Y siempre que ingresemos bien en este nuevo mundo, será un campo...Interesante.