Robotica by ItlovesNi

2015

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015

Daniela Sánchez Juárez

Ilustración 1 Robot.

[ROBOTICA] Este documento nos hablara un poco sobre la robótica sus antecedentes, en que nos ayuda, en que nos perjudica, los diferentes tipos que existen de ella etc…

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015

Contenido ROBOTICA ........................................................................................................................................ 1 Historia ............................................................................................................................................... 5 CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS...................................................................................................... 6 1ra Generación ............................................................................................................................ 6 2da Generación. .......................................................................................................................... 7 3ra Generación ............................................................................................................................ 7 4ta Generación. ........................................................................................................................... 7 Ventajas........................................................................................................................................... 7 Desventajas ..................................................................................................................................... 8 ROBOTICA INDUSTRIAL .............................................................................................................. 9 TIPOS DE ROBOT EN LA ROBOTICA INDUSTRIAL ......................................................... 13 Robots Manipuladores .............................................................................................................. 13 Robots de aprendizaje o repetición ........................................................................................... 13 Robots de computadores ........................................................................................................... 14 Robots inteligentes (experimentales) ....................................................................................... 14 Micro y Nano-robots ................................................................................................................ 14 Robótica de servicio .................................................................................................................. 14 Robótica humanoide.................................................................................................................. 14 Robótica de exploración............................................................................................................ 15 ROBOTICA EDUCATIVA ......................................................................................................... 15 OBJETIVOS DE LA ROBOTICA EDUCATIVA .................................................................. 15

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multifuncional · 13 multirobots · 8

A anima trónica · 9 artefactos · 5 articulaciones · 12 articulados · 13 automatización · 11

pilares · 4

coordenadas · 12

normativa · 5

reprogramable · 13

electrónica · 9 etimológico · 4

S siderúrgicas · 11

M manipuladores · 13

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Ilustración 1 Robot. ............................................................................................................................. 0 Ilustración 2 Robotica en el mundo. ................................................................................................... 4 Ilustración 3 Isaac Asimov. .................................................................................................................. 5 Ilustración 4 Primer robot. .................................................................................................................. 5 Ilustración 5 Karel Capek. .................................................................................................................... 6 Ilustración 6 Manipuladores. .............................................................................................................. 6 Ilustración 7 De aprendizaje................................................................................................................ 7 Ilustración 8 Iteligentes. ...................................................................................................................... 7 Ilustración 9 Sonorizados. ................................................................................................................... 7 Ilustración 10 Ayuda a la producción. ................................................................................................. 8 Ilustración 11 Sustitución. ................................................................................................................... 8 Ilustración 12 Desempleo.................................................................................................................... 9 Ilustración 13 Producción rapida. ....................................................................................................... 9 Ilustración 14 Ayudan a los trabajos complicados. ........................................................................... 10 Ilustración 15 Aprendizaje................................................................................................................. 10 Ilustración 16 Grúa. ........................................................................................................................... 11 Ilustración 17 Programables. ............................................................................................................ 11 Ilustración 18 KUKA ........................................................................................................................... 12 Ilustración 19 Multifuncional ............................................................................................................ 13 Ilustración 20 De repetición .............................................................................................................. 13 Ilustración 21 Computadores ............................................................................................................ 14 Ilustración 22 Micro robots ............................................................................................................... 14 Ilustración 23 Experimentales ........................................................................................................... 14 Ilustración 24 Servicio ....................................................................................................................... 14 Ilustración 25 Humanoide ................................................................................................................. 15 Ilustración 26 Exploración ................................................................................................................. 15 Ilustración 27 Robótica educativa ..................................................................................................... 15

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ROBOTICA El origen etimológico de la palabra robótica lo encontramos, ni más ni menos, que en el checo. En concreto, en la unión de dos términos: robota que puede definirse como “trabajo forzado” y en rabota que es sinónimo de “servidumbre”. De la misma forma, hay que subrayar que la primera vez que empieza a hacerse referencia más o menos a ella fue en el año 1920 en la obra del escritor Karel Capek titulada “Los robots universales de Rossum”. La robótica es la ciencia y la técnica que está involucrada en el diseño, la fabricación y la utilización de robots. Un robot es, por otra parte, una máquina que puede programarse para que interactúe con objetos y lograr que imite, en cierta forma, el comportamiento humano o animal. La informática, la electrónica, la mecánica y la ingeniería son sólo algunas de las disciplinas Ilustración 2 Robotica en el mundo. que se combinan en la robótica. El objetivo principal de la robótica es la construcción de dispositivos que funcionen de manera automática y que realicen trabajos dificultosos o imposibles para los seres humanos. Actualmente la robótica ha ido evolucionando a pasos agigantados y ha dado lugar al desarrollo de una serie de disciplinas como sería el caso de la cirugía robótica. En este caso, la misma tiene como claro objetivo el mejorar la salud del ser humano y para ello lleva a cabo una serie de intervenciones quirúrgicas muy complejas que requieren una gran precisión. Así, mediante robots se consigue eliminar los peligros que trae consigo el que sea acometidas por la mano del hombre. De esta manera, hay que resaltar, por ejemplo, la existencia de un robot llamado Da Vinci que se ha convertido en uno de los pilares de la mencionada cirugía. Se trata de un dispositivo a través del cual se han conseguido llevar a cabo con éxito operaciones tan importantes como las de cirugía transoral. Asimismo, la robótica ha conseguido también crear robots que sean útiles para asistir y ayudar a todas aquellas personas que se encuentran con algún tipo de discapacidad física. |

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 Y eso sin olvidar el conjunto de robots que se están diseñando en el ámbito militar para, por ejemplo, llevar a cabo operaciones de salvamento. El escritor Isaac Asimov 1(1920–1992) suele ser considerado como el responsable del concepto de robótica. Este autor, especializado en obras de ciencia ficción y divulgación científica, propuso las Tres Leyes de la Robótica, una especie de normativa que regula el accionar de los robots de sus libros de ficción pero que, de alcanzarse un grado de desarrollo tecnológico semejante, podrían aplicarse en la realidad futura. Dichas reglas son impresas como fórmulas matemáticas en los “senderos positrónicos” de la memoria del robot. La Primera Ley de la Robótica señala que un robot no debe dañar a una persona o dejar que una persona sufra un daño por su falta de acción. La Segunda Ley afirma que un robot debe cumplir con todas las Ilustración 3 Isaac Asimov. órdenes que le dicta un humano, con la salvedad que se produce si estas órdenes fueran contradictorias respecto a la Primera Ley. La Tercera Ley establece que un robot debe cuidar su propia integridad, excepto cuando esta protección genera un inconveniente con la Primera o la Segunda Ley.

Historia La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de “artefactos”, que trataban de materializar el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilodrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término “automática” en relación con la teoría de la

Ilustración 4 Primer robot.

En 1939 empezó a publicar cuentos de ciencia ficción en las revistas especializadas, imponiéndose en pocos años como el principal representante de la rama "tecnológica" de este género.

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[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos. Karel Capeki, un escritor checo, acuño en 1921 el término Robot en su obra dramática “Rossum’s Universal Robots / R.U.R.”, a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviándonos de las labores caseras. La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un correcto aparato teórico. Sin embargo, al intentar reproducir algunas tareas que para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o coger un objeto sin romperlo, no se ha obtenido resultados satisfactorios, especialmente en el campo de la robótica autónoma. Sin embargo se espera que el continuo aumento de la potencia de los ordenadores y las investigaciones en Ilustración 5 Karel Capek. inteligencia artificial, visión artificial, la robótica autónoma y otras ciencias paralelas nos permitan acercarnos un poco más cada vez a los milagros soñados por los primeros ingenieros y también a los peligros que nos adelanta la ciencia ficción.

CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS Según su cronología La que a continuación se presenta es la clasificación más común: 1ra Generación. Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable. Ilustración 6 Manipuladores.

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2da Generación. Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y memoriza. 3ra Generación.

Ilustración 7 De aprendizaje.

Robots con control sonorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.

Ilustración 8 Iteligentes.

Ilustración 9 Sonorizados.

4ta Generación. Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real. Ventajas Las ventajas de la sustitución humana por el robot son inanemente inmensas e infinitas. Ya que sin la ayuda de esta el ser humano no hubiera sido capaz de evolucionar hasta el punto que hemos llegado ahora. Gracias a la robótica el ser humano ha podido dedicar su tiempo a mejora la calidad de vida al aplicarla constantemente y sustituyéndose a sí mismo en labores repetitivas y agotadoras. Estos robots permiten a los investigadores a entender algunas funciones imposibles de desentrañar directamente a través de la experimentación animal.

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[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 Son manipuladores multifuncional

Ilustración 10 Ayuda a la producción.

reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas. Se utiliza cualquier dispositivo mecánico capaz de reproducir los movimientos humanos para la manipulación de objetos. Los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un medio de enseñanza. Podemos mencionar a los multirobots como aquellos capaces de adaptarse a diversos campos de trabajo. Desventajas El robot esta específicamente diseñado para sustituir la labor humana y de esta manera mejorarla o simplemente igualar su capacidad. Aunque si es muy cierto que la robótica puede crear más empleos, también puede quitarlos. Actualmente se puede observar que el desempleo por la sustitución humana por los robots ha sido mayor que el empleo que esta ha creado. Esto se debe mayormente a que muchas generaciones pasadas no pudieron competir ante el potencial de los robot, por esto mimo fueron sustituidos y expulsados de esta área de trabajo específico. Estas computadoras pensantes solo se consideran como una base de una especie de robots inteligentes capaces de crear copias de ellos mismo. Ilustración 11 Sustitución.

El costo de un robot permanece constante con baja reducción.

Requieren gran capital al instalarle que se deprecia con los anos y el recurso humano que cuesta el tiempo trabajando. Un robot se puede justificar económicamente. | ROBOTICA

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 El recurso humano puede sentirse amenazado por el desempleo. Desuso del equipo al termina el proyecto. La robótica también combina:    

La mecánica. La electrónica. La inteligencia artificial. La ingeniería de control.

Unas áreas importantes de la robótica son:    

El álgebra. Los autómatas programables. La anima trónica. Las máquinas de estado.

Ilustración 12 Desempleo

ROBOTICA INDUSTRIAL Muchos nos podríamos preguntarnos por qué es tan factible la utilización e implementación de máquinas, la respuesta es muy simple; nos hace todo trabajo más fácil, la razón, una máquina puede desempeñar una función específica por un tiempo indefinido, con un requerimiento mínimo de insumos, esto quiere decir que para que el robot se mantenga en buenas condiciones se le debe de dar un mantenimiento cada cierto tiempo a fin de que no sufra desperfectos y realice su función adecuadamente ,esto podría verse como un punto en contra pero no lo es ya que es lo único que requiere, ya que no es como nosotros. Por lo que no se utilizan muchos recursos en Ilustración 13 Producción rapida. su vida útil.

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[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 Además que nos brinda otros beneficios tales como un mayor volumen de producción, esto es importante ya que hoy en día la necesidad y demanda de productos en el mundo es muy grande, por lo que una empresa que no cuente con robots que automaticen los procesos le sería muy difícil satisfacer las demandas de insumos.

Ilustración 14 Ayudan a los trabajos complicados.

Reducen el tiempo que se utiliza para la creación de los productos. Un robot nos brinda la capacidad de reducir significativamente el tiempo utilizado para realizar un producto con lo que también se minimizan los gastos que conllevan a crear la producción.

Por todo lo antes mencionado la adquisición de robots tiene muchas más ventajas que desventajas ya que nos ayuda a mecanizar y automatizar toda tarea desde las más simples hasta las más complejas. Además llevan a cabo procesos que requieren un trabajo muy preciso, ya que, la mano humana a veces puede ser imprecisa, un robot se puede programar para que realice la tarea con mayor eficacia para que el producto que se crea, cumpla con las especificaciones requeridas. Un aspecto muy importante de los robots es que ayudan a realizar tareas las cuales presentan peligrosidad ejemplo de esto es que en muchas de las empresas hay procesos que ponen la vida de los trabajadores en riesgo, un ejemplo sería la rama de empresas siderúrgicas en las que se trabaja con metales fundidos a altas temperaturas, por lo que una persona no puede manejar los materiales directamente por lo que se utilizan robots que Ilustración 15 Aprendizaje.

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cumplan las funciones que una persona no puede realizar.

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 El robot industrial más antiguo conocido, conforme a la definición de la ISO, se completó con Bill Griffith P. Taylor en 1937 y fue publicado en la revista Meccano, en marzo de 1938. La grúa, como se lo denominó al dispositivo, fue construida casi en su totalidad con piezas Meccano y accionado por un único motor eléctrico. Cinco ejes de movimiento son posibles, incluyendo Grab y Rotación Grab. La automatización se logró mediante el uso de cinta de papel perforado para activar solenoides, lo que facilitaría el movimiento de las palancas de control de la grúa. El robot puede apilar bloques de madera en los patrones pre-programados. El número de revoluciones Ilustración 16 Grúa. del motor requeridas para cada movimiento deseado se representa por primera vez en el papel de gráfico. Acto seguido, esta información se transfiere a la cinta de papel, que también es impulsada por el único motor del robot. Chris Shute construyó una réplica completa del robot en 1997.

Por su parte George Devol estaba especialmente interesado en el diseño de una máquina que fuera de fácil manejo y solicitó las primeras patentes de robótica en 1954 (otorgadas en 1961). La primera compañía en producir un robot fue Unimation (Universal Automation), fundada por Devol y Joseph F. Engelberger en 1956, y se basó en las patentes originales de Devol. Los robots de Unimation también fueron denominados máquinas de transferencia programables, ya que su principal uso en un principio era transferir objetos de un punto a otro, a Ilustración 17 Programables. menos de tres metros o menos de distancia. Dichos robots utilizan actuadores hidráulicos y fueron programados en conjuntos de coordenadas, es decir, los ángulos de las distintas articulaciones se almacenaron durante una fase de enseñanza y reproducidos en funcionamiento. Tenían una precisión de 1/10,000 de pulgada (nota: aunque la precisión no es una medida adecuada para robots), generalmente evaluados en términos de repetitividad. Más tarde Unimation otorgó licencias | ROBOTICA INDUSTRIAL

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 Robot Industrial KUKA KUKA Robotics, empresa pionera en robótica y tecnología de automatización, es uno de los fabricantes líderes en el mundo de robots industriales. KUKA ofrece una amplia variedad de robots industriales de todo tipo y con casi cualquier capacidad de carga. El catálogo de KUKA lo completan las correspondientes unidades de control y los paquetes de software para diversas aplicaciones. KUKA ofrece soluciones de automatización a medida para todas las necesidades de sus clientes en cooperación con una amplia red de compañías colaboradoras. Kuka ofrece un servicio técnico versátil, desde la planificación hasta la puesta en marcha y el mantenimiento, para que sus clientes puedan aprovechar el potencial de sus productos al máximo. La asistencia técnica de KUKA está disponible las 24 horas para casos de emergencia. De su tecnología a Kawasaki Heavy Industries y GKN, los cuales fabricaron Unimates en Japón e Inglaterra, respectivamente. Desde hace algún tiempo el único competidor de Unimation fue Cincinnati Milacron Inc. de Ohio. Esto cambió radicalmente en la década de 1970 cuando varios grandes conglomerados japoneses comenzaron a producir robots industriales similares. En 1969, Víctor Scheinmanse en la Universidad de Stanford, un sistema eléctrico, 6 ejes articulados al robot fueron diseñados para permitir una solución de brazo. Esto le permitió seguir con precisión arbitraria y ampliar el uso potencial de los robots más sofisticados para aplicaciones tales como montaje y soldadura. Scheinman entonces diseñó un segundo brazo para el Laboratorio de IA del MIT, llamado el Brazo MIT. Scheinman, después de recibir una beca de Unimation para desarrollar sus diseños, vendió los diseños que más tarde Unimation desarrolló con el apoyo de General Motors y, posteriormente, los comercializados como la máquina Ilustración 18 KUKA Robot KUKA. universal programable para ensamblaje (PUMA). En 1973, KUKA Robótica construyó su primer robot, conocido como FAMULUS, este es el primer robot articulado de seis ejes impulsado electromecánicamente. | ROBOTICA INDUSTRIAL

[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 En el interés por la robótica que aumentó a fines de la década de 1970, muchas empresas de EE.UU. entraron en el campo, incluidas las grandes empresas como General Electric y General Motors (que formaban empresas mixtas con capiiZ Robotics FANUC LTD de Japón). EE.UU. start-ups incluido Automatix y Adept Technology, Inc. A la altura del auge del robot en 1984, Unimation fue adquirida por Westinghouse Electric Corporation por 107 millones de dólares EE.UU. En 1988, Westinghouse vendieron a Unimation Staubli Faverges SCA de Francia, que siguió fabricando robots articulados para la industria general y aplicaciones de sala limpia e incluso compró la división de robótica de Bosch a finales de 2004.

TIPOS DE ROBOT EN LA ROBOTICA INDUSTRIAL Existen 5 tipos de robot:

    

Robots manipuladores Robots de aprendizaje o repetición Robot de computadores Robots inteligentes (experimentales) Micro y Nano-robots

Ilustración 19 Multifuncional

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

Robots de aprendizaje o repetición 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.

Ilustración 20 De repetición

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Los robots de aprendizaje son los más conocidos, hoy día, en los ambientes industriales y el tipo de programación que incorporan, recibe el nombre "gestual".

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Robots de computadores Son aquellos robots que son manejados a través de computadores. Se pueden controlar mediante computadora. Con ella es posible programar el robot para que se mueva. 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.

Ilustración 21 Computadores

Robots inteligentes (experimentales) Son robots capaces de desarrollar tareas que, desarrolladas en un ser humano, requieren el uso de su capacidad de razonamiento.

Ilustración 23 Experimentales

Micro y Nano-robots La nano robótica se refiere a la ingeniería nanaotecnológica de diseño y construcción de nano robots.

Robótica de servicio

Ilustración 22 Micro robots

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.

Ilustración 24 Servicio

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[ROBOTICA] 13 de mayo de 2015 Robótica humanoide Es la parte de la ingeniería que se dedica al desarrollo de sistemas robotizados para imitar determinadas peculiaridades del ser humano. Ilustración 25 Humanoide

Robótica de exploración Es la parte de la Ingeniería del software que se encarga de desarrollar programas capaces de explorar documentos en busca de determinados contenidos.

Ilustración 26 Exploración

ROBOTICA EDUCATIVA Ilustración 27 Robótica educativa

La robótica educativa se define como un entorno de aprendizaje multidisciplinario y significativo. Es una herramienta mediante la cual niños y jóvenes aprenden desde construcciones simples hasta construcciones y máquinas más complejas a edades más avanzadas. Las maquinas complejas son motorizadas y automatizadas a través de un ordenador utilizando un software de control. La Robótica Educativa se centra principalmente en la creación de un robot con el único fin de desarrollar de manera mucho más práctica y didáctica las habilidades motoras y cognitivas de quienes los usan.

OBJETIVOS DE LA ROBOTICA EDUCATIVA   

Promover los experimentos donde el equivocarse es parte del aprendizaje. Ser más responsables. Desarrollar sus capacidades creativas.

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Bibliografía (s.f.). Obtenido de http://platea.pntic.mec.es/vgonzale/cyr_0708/archivos/_15/Tema_5.4.htm blogspot. (s.f.). Obtenido de http://flakoleo.blogspot.mx/2010/10/robots-con-control-porcomputador.html Burdea, G. (1996). Tecnologías de la realidad virtual. Barcelona: Paidós. El rincón del vago. (s.f.). Obtenido de http://html.rincondelvago.com/robotica_1.html Klein, A. (1990). Informática. Barcelona: Osiris. María, J. (1996). Robótica practica. Madrid: Paraninfo. robo-ed. (s.f.). Obtenido de http://www.roboticaacademica.com/ wikipedia. (s.f.). Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica

Estudió filosofía y, aunque publicó algunos ensayos en este campo, como El pragmatismo (1918), se dedicó, sobre todo, a la literatura de ficción y al periodismo.

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