objetivo
Difundir los conceptos básicos de la robotica, También difundir el desarrollo de cualquier proyecto o prototipo afín a la robótica y al desarrollo tecnológico, brindando herramientas y apoyo a sus integrantes. Siendo un incentivo para los alumnos de nuevo ingreso en la Facultad de Ingeniería para aventurarse en proyectos de este tipo, poniendo en práctica y adquiriendo nuevos conocimientos de manera extracurricular, apoyados por alumnos de etapa avanzada o con más experiencia. Los alumnos de etapa avanzada podrán encontrar un espacio donde involucrarse en proyectos de mayor complejidad a los de materia curricular, debido a que estos no contarán con la limitante de tiempo del periodo escolar, serán proyectos que podrán continuar a lo largo de su carrera de así requerirlo.
Introducción
En este tema que nos intereso mucho hablara sobre técnica que se utiliza en el diseño y la construcción de robots y aparatos que realizan operaciones o trabajos, generalmente en instalaciones industriales y en sustitución de la mano de obra humana .
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.
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 .
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 maquinas.
"ROBÓTICA"
De acuerdo con el autor Karel Capek la robótica es la ciencia y tecnología para diseñar y construir máquinas capaces de imitar tareas humanas llegando a recrear inteligencia. La robótica, gracias a los avances actuales, ha dado un salto conceptual desde la ciencia ficción hacia la ciencia tecnológica.\citep{capek1921}.
Por otro lado las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas escritas por Isaac Asimov, que la mayoría de los robots de sus novelas y cuentos están diseñados para cumplir.
En ese universo, las leyes son "formulaciones matemáticas impresas en los senderos positrónicos del cerebro" de los robots (lo que hoy llamaríamos ROM). Aparecidas por primera vez en el relato robots (1942), establecen lo siguiente:
- Un robot no debe dañar a un ser humano o, por su inacción, dejar que un ser humano sufra daño.
- Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas por un ser humano, excepto si estas órdenes entran en conflicto con la Primera Ley.
- Un robot debe proteger su propia existencia, hasta donde esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.\citep{runaround1942}
Vale decir que por siglos el ser 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.\citep{maillardert1805}.
En otras palabras los beneficios de la robótica para la sociedad son innumerables tanto en temas médicos y científicos.
La robótica permite una producción más eficiente , reducción del desperdicio de material y de costos monetarios. Además de mejorar la calidad del producto
Los beneficios de la utilización de robots en cuanto a producción son
Variados. El primero y el más claro de los beneficios de los robots es la
Consistencia de la calidad.
Los principales beneficios están en las actividades de montaje y soldadura,
Agricultura y selvicultura; ayuda a discapacitados; construcción; domésticos;
Entornos peligrosos; espacio; medicina y salud; minería; submarino; vigilancia y seguridad.
Vemos pues que los beneficios de los robots se dan en todas las actividades del hombre y es una ventana a un futuro próximo no muy lejano de nuestra realidad, la cual debemos comenzar a tomarla en cuenta, pues será nuestra única garantía de sobrevivir como industria.\citep{troncoso2011}.
Por esto existen algunas ventajas y desventajas:
Ventajas
- Mayor precisión, sin cansancio.
- No hay sindicatos de robots.
- Tareas peligrosas.
- Realidad Ampliada.
- Mayor velocidad.
- Reducción de costos.
- Pueden ir a donde el humano no puede.
- Facilidad en algunos casos
Desventajas
- Pueden ser peligrosos.
- Desplazamiento de mano de obra humana.
- Generan un rezago tecnológico importante.
- Cambio de paradigma.\citep{esteban2017}
De manera que no es mentira que la tecnología avanza a tal velocidad, que cada vez que abrimos y cerramos los ojos, nos encontramos con cosas que hace mucho nos mostraban en las películas de ciencia ficción los robots, la inteligencia artificial y la realidad virtual, eran sueños que creíamos imposibles y que hoy en día se han convertido en elementos reales de nuestra vida cotidiana.
Estos avances pueden representar gran triunfo para la tecnología, más no para la humanidad. Por ejemplo, en Asilomar Conference Grounds (California) un grupo de científicos especialista en robótica dio inicio a una reunión donde trataron temas relacionados a las consecuencias que la robótica traería a la humanidad.\citep{nova2010}
Por esta razón en nuestra vida cotidiana estamos acostumbrados a utilizar toda clase de Dispositivos Electrónicos que fundamentalmente tienen la complicada misión de solucionarnos o simplificarnos una gran cantidad de dificultades o problemas que tenemos, convirtiéndose entonces en una Herramienta de Trabajo más y en muchas ocasiones hasta nos permite reducir el Tiempo de Trabajo o bien incrementar notoriamente la Productividad y Rendimiento.El auge tecnológico se dio desde un principio y ha generado cambios a nivel social y demográfico, desde el primer momento donde la Máquina a Vapor se presentó como una solución a los problemas de las diferentes industrias e incrementó la eficiencia de las Producciones en Serie a medida que se iba actualizando, hasta hoy en día donde la constante Actualización Tecnológica da más posibilidades de trabajo como también simplifica las tareas.\citep{gartner2017}.
Ademas ellos cambiaran nuestro futuro ya que podremos tenerlos en casa para la limpieza o para la educación de nuestros hijos en el ámbito laboral ellos podrán estar expuestos productos químicos dañinos para la salud del hombre y también habrá quienes trabajaran las 24 horas del día.También existirán pequeños robots que nos podrán realizar reparaciones en nuestro organismo y no se necesitara cirugía. No todos los robots serán grandes también habrá pequeños que se construirán gracias a la nanotecnología.
Un robot ideado para cumplir una única finalidad puede desempeñar muy bien su tarea pero también puede ser capaz de desempeñar otras, o en otro ambiente.Podría ser en el caso de desarrollarse en zonas muy remotas como son fondo del océano o en el espacio exterior o zonas extremadamente peligrosas. En el campo de la robótica espaciales crearan nanos robots para estudiar asteroides cosa que aún no se ha perfeccionado, se espera que los robots nos ayuden acolonizar nuevos mundos, construir bases por toda la galaxia e investigar distintos lugares en las galaxias antes de enviar humanos.
A diferencia de los cuerpos rígidos y metálicos de C-3po y terminador, los robots del futuro tendrán una piel suave y flexible, también serán capaces de escalar superficies texturizadas, deslizarse colgados de un cable los robots dotados de cuerpos flexibles podrían efectuar trabajos peligrosos de una manera más segura y eficiente.\citep{m2013}.
Algunos de los países latinoamericanos más robotizados figuran muy por debajo en la lista, lejos del promedio global de 69 autómatas por cada 10.000 empleados.
México ocupa el puesto 30 con 33 robots por cada 10.000 trabajadores, Argentina el 36 con 16 unidades y Brasil el 38 con 11.
"Lo que muestran estas cifras es que, al contrario de lo que muchos creen, la penetración de los robots en la industria sigue siendo relativamente baja", le comenta a BBC Mundo Carsten Heer, de la IFR.
"A la vez, esos mismos números ponen de relieve el enorme potencial que tiene la robótica para seguir creciendo dentro de las economías".\citep{gates2016}
Se dice que en menos de una década, el gasto en robótica se duplicará en todo el mundo. China es el gran consumidor y aspira a ser uno de los mayores fabricantes.
Para 2019 se espera que haya casi 2,5 millones de robots instalados en fábricas e industrias de todo el mundo, aunque la mayoría estará en un puñado de países de la Unión Europea y en China.
El apetito chino por la automatización es el gran motor de la robótica en el mundo. Las industrias chinas concentran casi un tercio de la demanda global de nuevos robots, con la instalación de 90.000 nuevas unidades sólo el año pasado. En 2019 se espera que, sólo en ese país, se instalen 160.000 dispositivos nuevos de este tipo, según cifras de la Federación Internacional de Robótica (IFR, por sus siglas en inglés).
A modo de contexto, en 2015 la IFR calculó que las ventas de robots llegaron a poco más de 250.000 unidades, el número más alto registrado en 12 años.
Los robots que pueden cuidar personas mayores,los que sirven cerveza o incluso los que orientan pasajeros en un aeropuerto acaparan titulares y ofrecen un panorama de posibilidades que se antoja infinito y atractivo. Pero todas estas son promesas futuras y algo difusas, pues el presente de la robótica sigue estando ligado a los usos industriales.
En este segmento, las industrias automotrices, eléctricas y electrónicas son los tres sectores que más acaparan la mano de obra robótica en el mundo, y principalmente en China.\citep{rotta2017}.
Algunas ramas son:
cibernética: Que es el estudio interdisciplinario de la estructura de los sistemas reguladores. La cibernética está estrechamente vinculada a la teoría de control y a la teoría de sistemas. Tanto en sus orígenes como en su evolución, en la segunda mitad del siglo XX, la cibernética es igualmente aplicable a los sistemas físicos y sociales. Los sistemas complejos afectan y luego se adaptan a su ambiente externo; en términos técnicos, se centra en funciones de control y comunicación: ambos fenómenos externos e internos del/al sistema.
Inteligencia Artificial: Se denomina inteligencia artificial (IA) a la capacidad de razonar de un agente no vivo. John McCarthy, acuñó el término en 1956, la definió: "Es la ciencia e ingeniería de hacer máquinas inteligentes, especialmente programas de cómputo inteligentes.
Robótica Industrial: Es la parte de la Ingeniería que se dedica a la construcción de máquinas capaces de realizar tareas mecánicas y repetitivas de una manera muy eficiente y con costes reducidos. En algún tiempo se pensó erróneamente que se necesitaría de un gran desarrollo en inteligencia artificial, percepción y razonamiento aún para robots industriales.
Robótica de Servicio: Es la parte de la ingeniería que se centra en el diseño y construcción de máquinas capaces de proporcionar servicios directamente a los miembros que forman sociedad.
Robótica Inteligente: Son robots capaces de desarrollar tareas que, desarrolladas en un ser humano, requieren el uso de su capacidad de razonamiento.
Robótica Humanoide: Es la parte de la ingeniería que se dedica al desarrollo de sistemas robotizados para imitar determinadas peculiaridades del ser humano. \citep{mccarthy1960}
Se pueden mostrar en diferentes campos de aplicación que son:
Industria
- Trabajos en Fundición
- Aplicación de Transferencia de Material
- Paletización
- Carga y Descarga de Máquinas
- Operaciones de Procesamiento
- Otras Operaciones de Proceso
- Montaje
- Control de Calidad
- Manipulación en Salas Blanca\citep{capek1951}
Por otro lado tenemos las partes que componen a la robótica y a un robot.
POLIARTICULADOS: Bajo este grupo están los robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios *aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados* y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad.
" MÓVILES: Son robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores.
ANDROIDES: Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación.
ZOOMÓRFICOS: Los robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos.
HÍBRIDOS Estos robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición .\citep{stranford2000}
Tenemos las características principales de los robots que son:
* La precisión que tienen a la hora de realizar una acción o movimiento.
* La capacidad de carga, en kilogramos que el robot puede manejar.
* El grado de libertad que tienen con sus movimientos.
* El sistema de coordenadas que especifica a que direcciones se realizaran sus movimientos y posiciones. Estas pueden ser coordenadas cartesianas (x,y,z), cilíndricas, al igual que polares.
* La programación de cada robot o el poder de aprendizaje que cada uno tiene.\citep{2010}
Con lo que ha ido avanzando la robótica en el futuro sera mas beneficiada para la sociedad.
La tecnología robótica avanza por diversos ámbitos. La capacidad de ver el entorno e interpretarlo de manera correcta y rápida sigue aumentando. También hay ya prototipos de robots que saltan, otros que vuelan, algunos que se deslizan como las serpientes, y otros con los más variopintos métodos de locomoción y formas corporales. \citep{miller1773}
Por otro lado la robótica provocaría impacto ambiental.
El calentamiento global, pues las industrias utilizan robots para extraer el petroleo. Con esta acción el CO2 (dióxido de carbono), almacenado en lo más profundo del mar, es devuelto a la atmosfera, aumentado su volumen y en consecuencia la temperatura del aire.
Contaminación: Por lo mismo que se dijo antes, porque al cumplir con su ciclo los robots son desechados. Lo cual provoca la contaminación de las tierras y aguas, pues los robots se componen de varios elementos que se desprenden y quedan sueltas por ahí . Tambien provoca lluvia ácida al juntarse el vapor de agua con el vapor emanado por las industrias.
La contaminación también se produce durante el proceso en que se construyen los robots.Para construir un brazo mecánico se necesita fundir metal y con eso se produce una contaminación a la atmosfera. Y cuando sobran piezas resultantes de una fabricación, estas piezas son desechadas y con esto también son consideradas como contaminación al medio ambiente.\citep{cuervo2010}
Robotics is considered to be the next boom of the century and will play an essential role in the future. HappyMilk and Target English offer youngsters the opportunity to design, create and build their robots in classes, in a bilingual way. \citep{happymilk2017}.
The robots are used in a variety of applications, from robot tortoises in classrooms, welding robots in the automotive industry, to teleoperated arms in the space shuttle. Each robot carries with it its own problems and its related solutions. Although many people consider that the automation of processes through robots is in its infancy, it is an undeniable fact that the introduction of robotic technology in the industry has already caused a great impact. In this sense, the automotive industry plays a very important role. \citep{karel2014} .
Material transfer applications are defined as those operations in which the primary objective is to move a piece from one position to another. They are considered among the simplest or most direct operations to be performed by robots. For material transfer applications, an unsophisticated robot is commonly required, and interlocking requirements with other equipment are typically simple. \citep{asimov1951}.
Robotics is an interdisciplinary area formed by mechanical engineering, electricity, electronics and computer systems. Mechanics comprises three aspects: mechanical design of the machine, static analysis and dynamic analysis. Microelectronics allows the robot to transmit the information that is delivered, coordinating the electrical impulses that make the robot perform the movements required by the task. \citep{capek1920}.
Degrees of Freedom: is the number of parameters that must be known to determine the position of the robot, that is, the independent basic movements that position the elements of the robot in space. In industrial robots are considered 6th of freedom: three of them to define the position in space and the other three to guide the tool. Accuracy: in the continuous repetition of the hand positioning of an industrial robot, a minimum acceptable precision of 0.3mm is established, although it is feasible to achieve accuracies of 0.05mm. Load capacity: is the weight in kilograms (usually) that the robot can manipulate. If they are very heavy weights, hydraulic mechanisms will be used.\citep{jennifer2015}