Entre otros factores, el desarrollo industrial fue motor de la invención de muchos meca-nismos automáticos. Pero sólo con la introducción de las computadoras electrónicas, que dotaron de “memoria” y “cerebro” a las máquinas automáticas, es que se puede comenzar a hablar de verdaderos robots.
Los primeros autómatas realizaban sus movimientos siguiendo órdenes (información) proporcionadas por sus mismos mecanismos. Los engranajes, las correas y otros operadores, estaban montados de tal forma que al funcionar, reproducían la idea de la acción que había sido pensada para ellos.
Cuando se aplica a los autómatas el concepto de programa propio del área de la compu-tación, se logra construir máquinas programables a las que se las denomina robots.
Unos robots puede moverse, manipular y transformar objetos a través de herramientas que responden, en sus operaciones, a información recibida, bajo la forma de distintos lenguajes específicos, como órdenes.
Considerando la manera en que los robots son comandados, se puede realizar la siguiente clasificación:
* Comandos a distancia: La conexión con el ser humano, de quien reproducen los movimientos, se realiza a través de un control remoto o mediante palancas articuladas. Son útiles en tareas que impliquen riesgo para el hombre o que requieran gran exactitud.
* Desactivación de bombas.
* Manejo de materiales radioactivos.
* Manipulación o exposición a la acción de productos químicos.
*Exploración submarina de profundidad.
* Tareas peligrosas en general.
* Regulables: Realizan una secuencia ordenada de movimientos en forma reiterada, a través de mecanismos ajustables como levas de diferentes tamaños, guías de longitud variable. La serie de comandos que los dirigen son manuales en el inicio y luego quedan guardados en la memoria para su repetición.
* Talleres textiles.
* Transporte de piezas o material en fábricas y bodegas.
* Sistema de producción integrados (línea de montajes de diferentes tipos).
* Inteligentes: Poseen las características de los robots regulables, pero cuentan con sensores que los habilitan para actuar de acuerdo con la información que les proveen del medio (seleccionar piezas, sortear obstáculos, encontrar el lugar apropiado para ubicar las partes, etc.)
* Control de calidad en los procesos de fabricación.
* Trabajos domésticos (barrer, lavar, etc.)
Tipos de robots
Existen otros tipos de robots, normalmente llamados industriales, que poseen ciertas ca-racterísticas antropomórficas y tienen un circuito integrado programable para realizar tareas específicas. Su clasificación se hace según sus utilidades y aspecto físico.
* robots manipuladores (brazos mecánicos)
* robots móviles ( que se desplazan)
* robots híbridos ( que se desplazan y manipulan objetos)
* robots caminantes (tienen extremidades similares a las de los seres vivos)
* vehículos autónomos (usan ruedas)
* humanoides (bípedos)
* insectos (4 ó 6 patas)
Los robots industriales están lejos de tener una estructura física semejante a la humana, a pesar de que reemplazan al trabajador en las tareas pesadas, riesgosas y de alta precisión.
La configuración de un robot está determinada por la forma física de su brazo, están montados en el cuerpo o tronco de una máquina que está sujeta al suelo. El brazo termina en una muñeca conformada por varios elementos a la que se le agrega una extensión: la “mano”.
Movimientos del robot
Los movimientos del robot son el resultado de la combinación de los que se ejecutan las diferentes articulaciones. Para conectar las articulaciones entre sí se utilizan unas piezas rígidas a las que se le da el nombre de uniones. El diseño de las articulaciones de brazo y cuer-po del robot le permite realizar el desplazamiento del efector final hasta la posición necesaria para la realización de la tarea, mientras que el movimiento de la muñeca es el que permite la orientación adecuada de la mano para la concreción de la labor.
Los movimientos del robot pueden ser lineales o giratorios:
* Lineales: Son traslaciones o movimientos deslizantes. Se obtienen de diversos mo-dos: mecanismos telescópicos, desplazamientos a lo largo de un carril, por medio de un pistón (articulación lineal o articulación prismática).
* Giratorios: Se dividen en rotacionales, de torsión o de revolución.
* Rotación: el eje de rotación es perpendicular a los ejes de las dos uniones (la de entrada y la de salida)
* Revolución: la unión de entrada es paralela al eje de rotación, mientras que la unión de salida es perpendicular al mismo.
Precisión de movimientos: Está determinado por tres factores:
* Resolución espacial: es el incremento más pequeño de movimiento que puede realizar. Está determinado por las imperfecciones mecánicas y por el sistema de control.
* Exactitud: se vincula con la capacidad del robot para ubicar el extremo de su muñeca en un punto prefijado dentro de su área de trabajo. Se logra una exactitud mayor cuanto más próximo se encuentra el brazo respecto de su base, en el momento de la operación y cuando el peso de la carga no es excesivo.
* Repetibilidad: Se refiere a la capacidad del robot de volver al punto inicial de la acción programada todas las veces que sean necesarias.
Configuración: las configuraciones más comunes de los brazos de los manipuladores se denominan:
* Cartesiana: posee 3 grados de movimientos, ejes X (hacia la derecha o izquierda), Y (hacia atrás y adelante) y Z (hacia arriba o abajo).
* Cilíndrica: permite movimientos hacia arriba y abajo sobre una columna vertical.
* Polar: movimientos de elevación o descenso alrededor de un pivote horizontal, lineales (arriba y abajo) y rotación (3 grados X, Y y Z.
* Angular: posee dos componentes rectos, equivalentes al brazo y antebrazo en un soporte vertical, permite movimientos naturales por articulación de rotación y angular.
Funcionamiento
Para que un robot funcione requiere de energía que lo mueva, de sistemas que controlen sus movimientos y de dispositivos que ejecutes las acciones previstas.
* Energía: que proviene de distintos motores (Sistemas de Impulsión) * Impulsión hidráulica: utiliza fluidos (frecuentemente aceite) * Impulsión eléctrica: energía eléctrica.
* Impulsión neumática: compresión del aire (realizada por un compresor).
* Sistemas de Control:
* Guía por control remoto: cuando no puede ser programado por la realización de tareas diversas.
* Control por microprocesador: tareas simples y repetitivas
* Control por computadoras: tareas complejas o con sensores especializados, que requieren una programación.
* Dispositivos: según la labor a realizar necesita un tipo de efector final diferente:
* Pinzas: para sostener y agarrar piezas para desplazar.
* Herramientas: taladros, cepillos, ranuradores, sopletes, dispositivos de pintura por pulverización, etc.
Aplicaciones
La robótica también está haciendo espectaculares progresos en los terrenos militar, espacial y médico. Gracias al desarrollo y la experimentación en máquinas programables orientadas a realizar tareas específicas, se ha logrado prototipos robóticos capaces de explorar planetas a los que el ser humano no podría llegar, reconocer bombas que pondrían en peligro sus vidas y operar con una precisión mayor que la de cualquier cirujano. Algunos ejemplos:
* Robot – langosta: un robot capaz de ver y oler, que reducirá los riesgos de los soldados en zonas de conflicto bélico.
* NASA: robots autónomos destinados a misiones espaciales, que puedan “pensar” (este es un importante avance en el campo de inteligencia artificial, que juega con dos conceptos básicos: la lógica confusa y las redes neurales).
* Cirugía robótica o teleprescencia: se basa en realidad virtual y cibernética. Esta técnica se usa en muchos hospitales para realizar laparoscopías u operaciones de mínima intrusión.
Leyes de la Robótica
El Doctor en Bioquímica y escritor estadounidense (nacido en Rusia) Isaac Asimov (1920 –1992), en sus novelas de ciencia-ficción desarrolló tres principios conocidos con el nombre de la “Tres Leyes de la Robótica”.
1- Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante inacción permitir que un ser humano sufra daños.
2- Un robot debe obedecer las órdenes dadas por un ser humano, salvo que estén en conflicto con la Primera Ley.
3- Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
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