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Robotica - Unidad 01
 

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    Robotica - Unidad 01 Robotica - Unidad 01 Document Transcript

    • " Robotica" 1 de 31 “Robótica" BREVE HISTORIA Contenido Concepto Según (ISO) HISTORIA ALGORITMOS APLICACIONES VENTAJAS Y DESVENTAJAS CONCLUSION Concepto Según (ISO) Un robot es un dispositivo 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
    • " Robotica" 2 de 31 Que es la Robótica El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o al sustitución del hombre en muy diversas tareas La Robótica es una tecnología multidisciplinaria, ya que hace uso de los recursos que le proporcionan otras ciencias; por ejemplo en el proceso de diseño y construcción de un robot, intervienen muchos campos pertenecientes a otras ramas tales como la Mecánica, Electrónica, Informática, Matemática, etc. ¿ Indique cual otra ciencia tiene participación ? Según el Instituto Norteamericano de Robótica RIA: “Manipulador multifuncional y programable, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programados y variables
    • " Robotica" 3 de 31 que permiten llevar a cabo diversas tareas”. (Definición no aceptada por Japón). ¿ CUAL ES LA DIFERENCIA BASICA ENTRE UN ROBOT Y UN ANDROIDE ? Androide: Palabra procedente del griego (andros=hombre, eidos=forma). ROBOT : No necesariamente tiene forma forma humana existen diversidad de formas y tamaño EL TERMINO ROBOT ( origenes ) El término "robot" se debe a Karel Capek, quien lo utilizó en 1917 por primera vez, para denominar a unas máquinas construidas por el hombre. Deriva de "robotnik" que define al esclavo de trabajo. De la novela RUR ( Robots Universales Russum ) Autor Karel Capek, Año 1920 Teatro nacional de Praga
    • " Robotica" 4 de 31 HISTORIA
    • " Robotica" 5 de 31 ROBOTS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA HISTORIA A mediados del siglo XVIII, J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas de música. 1952 Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo 1954 G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada 1959 Se introdujo el primer robot comercial por Planet Corporation. Estaba controlado por interruptores de fin de carrera. ¿?? Que es esto
    • " Robotica" 6 de 31 1961 Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina de fundición de troquel. 1966 Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización 1968 Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford Research Institute), estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de visión y sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo 1973 Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue seguido por el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteriormente en el lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano
    • " Robotica" 7 de 31 1974 Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas 1975 El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se utilizó en operaciones de montaje, una de las primitivas aplicaciones de la robótica al montaje 1983 Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un sistema de montaje programable adaptable (APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el empleo de robots 1984 Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora personal y luego se cargaban en el robot.
    • " Robotica" 8 de 31 Las tres leyes de la robótica LAS TRES LEYES DE LA ROBOTICA 1. Un robot no puede causar daño a un ser humano ni, por omisión, permitir que un ser humano sufra daños. 2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, salvo cuando tales órdenes entren en conflicto con la Primera Ley. 3. Un robot ha de proteger su existencia, siempre que dicha protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.
    • " Robotica" 9 de 31 ORIGEN Las Tres Leyes de la Robótica de Asimov aparecen formuladas por primera vez en 1942 en el relato El círculo vicioso de Asimov. El autor busca situaciones contradictorias en las que la aplicación objetiva de las Tres Leyes se pone en tela de juicio planteando a la vez interesantes dilemas filosóficos y morales que, en esta colección, Robots & Aliens están más presentes que nunca. En 1985, Asimov publicó un relato en la que uno de sus robot se ve obligado a herir a un ser humano por el bien del resto de la humanidad. Surge así una nueva ley, considerada la Ley Definitiva, la llamada Ley Cero, superior a todas las demás: "Un robot no puede lastimar a la humanidad o, por falta de acción, permitir que la humanidad sufra daños". Quedando así modificada la primera ley: "Un robot no debe dañar a un ser humano, o permitir, por inacción, que un ser humano sufra daño, a menos que tal acción viole la Ley Cero".
    • " Robotica" 10 de 31 LA ROBOTICA EN NUESTROS DIAS Automatización y Robótica La robótica es la parte de la automatización industrial que combina las máquinas-herramienta con la informática. La robótica se encarga del diseño, fabricación y utilización de máquinas automáticas programables con el fin de realizar tareas repetitivas como el ensamble de automóviles, componentes, etc. y otras actividades. La robótica se ocupa de todo lo concerniente a los robots: Control de motores Mecanismos automáticos neumáticos Sensores Sistemas de cómputos Etc Japón planea crear millonaria industria de "Robots Humanoides". ( I, ROBOT )
    • " Robotica" 11 de 31 Para finales de la década, la gente que desarma bombas y busca sobrevivientes después de un desastre no necesitaría arriesgar más su vida
    • " Robotica" 12 de 31 SONY PRESENTA UN NUEVO ROBOT AMIGO La multinacional de electrónica Sony ha presentado hoy un robot que define como "un buen amigo del hombre
    • " Robotica" 13 de 31 ROBOTS CAPACES DE CREAR ROBOTS La revista científica Nature dio a conocer hace unos días uno de los mayores avances científicos en el campo de la inteligencia artificial, aunque pequeños y con funciones básicas existen Robot que construyen otros Robots. Pregunto es esto posible ¿????? Why, please give some kind of example. ¿Quien será mas preciso y rápido el Hombre o la maquina ?
    • " Robotica" 14 de 31 Anatomía del robot La anatomía del robot se refiere a la construcción física del cuerpo, brazo y muñeca de la máquina. Las articulaciones del cuerpo y del brazo se emplean para situar el efector final y las articulaciones de la muñeca se utilizan para orientar dicho efector final. A los movimientos de las articulaciones individuales de estas dos categorías se denominan “grados de libertad”
    • " Robotica" 15 de 31 Efectores finales Elementos terminales o efectores finales. Para las aplicaciones industriales, las capacidades del robot básico deben aumentarse por medio de dispositivos adicionales. Podríamos denominar a estos dispositivos como los periféricos del robot, incluyen el herramental y los sistemas sensores que permiten al robot interactuar con su entorno. Por lo tanto El efector final representa el elemento que está unido a la muñeca. Es la herramienta que permite que el robot realice una operación particular. Los efectores finales pueden dividirse en dos categorías: pinzas y herramientas
    • " Robotica" 16 de 31 Sistemas de impulsión El sistema de impulsión proporciona al robot la capacidad para desplazar su cuerpo, brazo y muñeca mediante cables, poleas, cadenas, engranajes, etc. El sistema de impulsión determina la velocidad de los movimientos, la resistencia mecánica y su rendimiento dinámico. Su clasificación se realiza según el tipo de energía utilizado: Impulsión hidráulica: Permiten una gran capacidad de carga tiene una precisa regulación de velocidad se utiliza cuando el tamaño del equipo es muy grande Impulsión eléctrica: Es la que más se utiliza, por su fácil control la precisión de los movimientos es mayor que con otros sistemas. Los robots eléctricos tienden a ser más pequeños además de permitir un funcionamiento con baterías, utilizan generalmente motores paso a paso o servomotores de CC.
    • " Robotica" 17 de 31 Impulsión neumática Emplea el aire comprimido como fuente de energía, los movimientos son rápidos pero de no mucha precisión. músculos eléctricos Aparecidos recientemente en el mercado Se basan en un metal especial llamado Nitinol, sensible a la temperatura.
    • " Robotica" 18 de 31 Programación del robot Se define como la enseñanza de la tarea que debe realizar el robot. Engloba la trayectoria que debe seguir, el control del efector final y la respuesta a las señales de los sensores. Existen dos métodos básicos: Programación gestual Consiste en forzar el brazo del robot a desplazarse a través de la secuencia de movimientos requerida, almacenando los puntos mediante una caja de control. Para la reproducción de trayectorias, se le “enseñan” los extremos y el control calcula los puntos intermedios en función del tipo de trayectoria. Sé utilizan para programar robots de reproducción Programación textual Mediante una computadora y un lenguaje de alto nivel se escribe la secuencia que el robot deberá seguir, pudiendo realizar cálculos y tomar decisiones lógicas en función de los datos procedentes de los sensores. La programación se realiza “off-line”, sin interferir en el trabajo del robot. Se utiliza en los llamados robots inteligentes
    • " Robotica" 19 de 31 ALGORITMOS Los algoritmos son una secuencia de pasos que conducen a la realización de una tarea Es un conjunto ordenado finito y bien definido de etapas que conducen a la obtención de un resultado TIPOS DE ALGORITMOS Algoritmo de Inspección (controla al robot en la tarea de inspección del laberinto, donde el robot se hará un "mapa mental" de las paredes del laberinto Algoritmo de Generación de trayectoria óptima (este algoritmo selecciona entre los posibles caminos, el más óptimo). Algoritmo de seguimiento de una trayectoria (su función básicamente es guiar al robot desde la entrada hasta la salida del laberinto a través de la trayectoria dada).
    • " Robotica" 20 de 31 Algoritmo Genético Introducido por John Holland en 1970, Los algoritmos genéticos establecen una analogía entre el conjunto de evoluciones de un problema y el conjunto de individuos de una población natural, codificando la información de cada solución en un string(vector binario) a modo de cromosomas. Algoritmo Geoestadistica Creada por el profesor Georges Matheron, Es la aplicación de la teoría de funciones aleatorias al análisis, modelización y estimación de fenómenos estructurados en el espacio y el tiempo. Estas técnicas se pueden aplicar directamente al análisis de imágenes de todo tipo. Algoritmo de percepción Automática. estudia la técnica basada en la morfología matemática. Permite el análisis de imágenes mediante la identificación y modelización de los objetos que la componen y la detección de algunas de sus propiedades estructurales
    • " Robotica" 21 de 31 APLICACIONES Transferencia de material Mover una pieza de una posición a otra. Se puede complicar si la pieza está en movimiento Carga/descarga de máquinas Fundición y moldeado Forjado, mecanizado y estampación Operaciones de apilamiento y paletización Operaciones de procesamiento Soldadura por puntos Soldadura de arco continúo Recubrimiento al spray Torneado y fresado Corte por chorro de agua o láser Ensamblaje e inspección Sistemas de montaje en serie Inspección mecánica (dimensiones) y control de calidad (ensayos de fiabilidad) Visión artificial (ej.: inspección de PCB)
    • " Robotica" 22 de 31 Industriales como lo son: La soldadura de punto y de arco Pinturas de spray Transportación de materiales Molienda de materiales Moldeado en la industria plástica Máquinas-herramientas LABORATORIOS Los robots están encontrando un gran número de aplicaciones en los laboratorios. Llevan acabo con efectividad tareas repetitivas como la colocación de tubos de pruebas dentro de los instrumentos de medición. En ésta etapa de su desarrollo los robots son utilizados para realizar procedimientos manuales automatizados. Un típico sistema de preparación de muestras consiste de un robot y una estación de laboratorio, la cual contiene
    • " Robotica" 23 de 31 balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de tubos de pruebas, etc. MANIPULADORES CINEMATICOS La tecnología robótica encontró su primer aplicación en la industria nuclear con el desarrollo de teleoperadores para manejar material radiactivo. Los robots más recientes han sido utilizados para soldar a control remoto y la inspección de tuberías en áreas de alta radiación. El accidente en la planta nuclear de Three Mile Island en Pennsylvania en 1979 estimuló el desarrollo y aplicación de los robots en la industria nuclear. El reactor numero 2 (TMI-2) perdió su enfriamiento, y provocó la destrucción de la mayoría del reactor, y dejo grandes áreas del reactor contaminadas, inaccesible para el ser humano. Debido a los altos niveles de radiación las tareas de limpieza solo eran posibles por medios remotos
    • " Robotica" 24 de 31 AGRICULTURA. Para muchos la idea de tener un robot agricultor es ciencia ficción, pero la realidad es muy diferente; o al menos así parece ser para el Instituto de Investigación Australiano, el cual ha invertido una gran cantidad de dinero y tiempo en el desarrollo de este tipo de robots. Entre sus proyectos se encuentra una máquina que esquila a las ovejas. La trayectoria del cortador sobre el cuerpo de las ovejas se planea con un modelo geométrico de la oveja.
    • " Robotica" 25 de 31 ROBOTS AUTONOMOS. DEEP BLUE de IBM("AJEDREZ") deepblue [Deepblue] ROBOTCIRUJANO. ESPACIO Muchos científicos han hecho la sugerencia de que es necesario el uso de Robots para continuar con los avances en la exploración espacial; pero como todavía no se llega a un grado de automatización tan precisa para ésta aplicación, el ser humano aún no ha podido ser reemplazado por estos. Algunas investigaciones están encaminadas al diseño, construcción y control de vehículos
    • " Robotica" 26 de 31 autónomos, los cuales llevarán a bordo complejos laboratorios y cámaras muy sofisticadas para la exploración de otros planetas. VEHÍCULOS SUBMARINOS Se utilizan en la inspección y mantenimiento de tuberías que conducen petróleo, gas o aceite en las plataformas oceánicas; en el tendido e inspección del cableado para comunicaciones, para investigaciones geológicas y geofísicas en el suelo marino. EDUCACIÓN Los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un medio de enseñanza.
    • " Robotica" 27 de 31 VENTAJAS Y DESVENTAJAS VENTAJAS Cada día podemos darnos cuenta como los robots se están integrando poco a poco a la vida cotidiana de los seres humanos. Podemos mencionar a los multirobots, capaces de adaptarse a diversos campos de trabajo. Perro [Robot] Se cree que sólo dentro de tres décadas surgirán las computadoras pensantes, que serán un millón de veces más poderosas que las actuales.
    • " Robotica" 28 de 31 Imagen Robot [Robot] Estos robots permiten a los investigadores entender algunas funciones imposibles de desentrañar directamente a través de la experimentación animal. Mini Robot [Area Educativa]
    • " Robotica" 29 de 31 DESVENTAJAS La revista científica Nature dio a conocer hace unos días uno de los mayores avances científicos en el campo de la inteligencia artificial: la creación de robots capaces de fabricar otros sin la intervención de la mano humana.[robots] Robots capaces de crear [robots] Estas computadoras pensantes solo se consideran como una base de una especie de robots inteligentes capaces de crear copias de ellos mismos. Por lo cual se dice que podrán multiplicarse tan rápido que podrán acabar con el mundo físico.[robots]
    • " Robotica" 30 de 31 CONCLUSION Hay que disfrutar de los últimos avances tecnológicos y dejarse llevar por la imaginación, pero sin olvidar que vivimos en un mundo humano y en el cual no se nos pueden sustituir por maquinas, por mucho que ayuden los robots. Lo cual no nos quita que seamos inteligentes y nos aprovechemos de las ventajas que nos ofrecen. PERO QUE PASARA CUANDO LOS ROBOTS QUE CONSTRUYEN OTROS ROBOTS TENGAN INTELIGENCIA ARTIFICIAL .
    • " Robotica" 31 de 31 TERMINOLOGIA Autómata: Es una máquina que siempre repite el mismo proceso. Por ejemplo, el controlador de semáforos Manipulador: En general, cualquier dispositivo mecánico capaz de reproducir los movimientos humanos para la manipulación de objetos RI: S iglas utilizadas para referirse a un robot industrial Sistemas guiados: En el cual el usuario conduce el robot a través de los movimientos a ser realizados Sistemas de programación de nivel-robot: En los cuales el usuario escribe un programa
    • " Robotica" 32 de 31 de computadora al especificar el movimiento y el sensado Sistemas de programación de nivel-tarea: En el cual el usuario especifica la operación por sus acciones sobre los objetos que el robot manipula Terafim: Hombres artificiales que pueden ser fabricados en serie Vehículo autónomo: Se considera el estudio de vehículos que pueden navegar y operar de manera independiente