Robots libres e Imprimibles

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Presentación de los nuevos robots imprimibles y libres que se están realizando en el departamento de Ingeniería de sistemas y Autómatica de la Universidad Carlos III de Madrid. La comunidad puede evolucionar estos robots, mejorándolos y adaptándolos a las necesidades particulares. Son especialmente interesantes para docencia y educación.

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Robots libres e Imprimibles

  1. 1. Robots Libres e Imprimibles Juan González-Gómez y Alberto Valero Gómez, Robotics Lab Universidad Carlos III de Madrid Open Source Hardware Convention 23-25 Septiembre 2011. Madrid
  2. 2. Índice <ul><li>Introducción
  3. 3. Miniskybot
  4. 4. Robots derivados
  5. 5. Plastic Valley UC3M!
  6. 6. Conclusiones y trabajos futuros </li></ul>Robots libres e imprimibles Open Source Hardware Convention 2011
  7. 7. Modelo “Open source” <ul><li>El modelo open source funciona
  8. 8. Modelo distribuido, con alcance mundial
  9. 9. Miles de personas cooperando
  10. 10. Aparición de comunidades
  11. 11. Herramientas: repositorios, wikis,...
  12. 12. Patrimonio tecnológico de la humanidad </li></ul>
  13. 13. Robótica Libre (I) <ul><li>Robots desarrollados por la comunidad
  14. 14. Compartidos por Internet
  15. 15. Robots que evolucionan
  16. 16. ¡Emergencia de diseños asombrosos! </li></ul><ul>¿Por qué no aplicar este modelo a la robótica? </ul>Ventajas:
  17. 17. Robótica Libre (II) <ul><li>Los robots son objetos físicos y no “bits” como el software
  18. 18. Se necesita tiempo y dinero para duplicar un objeto físico </li></ul><ul>¿Cómo lo aplicamos? </ul>Problemas: Enfoque: Internet Planos (Bits) Planos (Bits) Compartir Fabricar Objeto físico Convertir a bits Objeto físico
  19. 19. Robótica Libre (III) Software Mecánica Planos mećanicos Electrónica Planos eléctricos Programa Robot físico Robot Libre <ul><li>Robot Libre : Aplicamos las 4 libertades software libre a los planos del robot: Mecánica , electrónica y software </li></ul>void timer0_delay(unsigned char t0ini) { //-- Dar valor inicial del timer TMR0=t0ini; //-- Flag de interrupcion a cero T0IF=0; //-- Esperar a que transcurra el tiempo indicado while(T0IF==0);
  20. 20. Robótica Libre (IV) <ul><li>Robot Libre : Son necesarios los ficheros “fuente” de los planos </li></ul>Software Tool chains Robot físico Robot Libre Herramientas generadoras EDA CAD void timer0_delay(unsigned char t0ini) { //-- Dar valor inicial del timer TMR0=t0ini; //-- Flag de interrupcion a cero T0IF=0; //-- Esperar a que transcurra el tiempo indicado while(T0IF==0);
  21. 21. Herramientas generadoras (I) <ul>¡Las herramientas generadoras imponen restricciones a la compartición! </ul><ul><li>Pago de licencias
  22. 22. Gratis, pero... </li><ul><li>Funcionalidad limitada
  23. 23. Restricciones en el uso </li></ul><li>Restricciones en el Sistema Operativo
  24. 24. Planos en formatos propietarios </li></ul>
  25. 25. Hardware libre² 2 <ul><li>Panos libres
  26. 26. Software propietario </li></ul><ul><li>Panos libres
  27. 27. Software Libre </li></ul><ul><li>El hardware libre lo podemos clasificar en: </li></ul>Hardware libre Hardware libre²
  28. 28. Fabricación con impresoras 3D open source <ul><li>Impresora 3D : Dispositivo que construye objetos físicos a partir de bits </li></ul><ul><li>Coste: </li><ul><li>Propietarias: 12.000€ - 60.000€
  29. 29. Open source: 350€ - 2.000€ </li></ul></ul><ul><li>Material : Plástico: ABS(26€/kg), PLA(29€/kg) </li></ul>Objeto físico Bits
  30. 30. Impresoras 3D Open source <ul><li>Reprap project : Máquina auto-replicante (2005) </li></ul><ul><li>Thingiverse : Sitio para compartir objetos físicos (2009) </li></ul><ul><li>Makerbot : Comercializan impresoras 3D open-source (2009) </li></ul>
  31. 31. Robots para educación <ul><li>Nuestros robots tienen las siguientes características: </li></ul>2 <ul>Diseño disponible para que cualquiera lo pueda usar, estudiar , modificar , distribuir , fabricar o vender </ul><ul>Se pueden fabricar utilizando una impresora 3D open-source </ul><ul>Se ha diseñado exclusivamente utilizando herramientas libres . Esto garantiza que no hay restricciones en su modificación, compartición o fabricación. </ul><ul>Libres </ul><ul>Imprimibles </ul><ul>Herramientas libres </ul>
  32. 32. Índice <ul><li>Introducción
  33. 33. Miniskybot
  34. 34. Robots derivados
  35. 35. Plastic Valley UC3M!
  36. 36. Conclusiones y trabajos futuros </li></ul>Robots libres e imprimibles Open Source Hardware Convention 2011
  37. 37. Robots previos: Skybot <ul><li>Robot libre (NO imprimible)
  38. 38. Creado en 2005
  39. 39. Piezas cortadas por láser
  40. 40. Microcontrolador: PIC16F876A
  41. 41. Los estudiantes NO han evolucionado la mecánica </li></ul>http://goo.gl/cOVYx
  42. 42. Miniskybot 0.1: “hola mundo” <ul><li>Aprender impresión 3D
  43. 43. Viabilidad de robots imprimibles
  44. 44. Chásis mínimo para estimular a los estudiantes
  45. 45. ¡Que comience la evolución! </li></ul>http://www.thingiverse.com/thing:4954
  46. 46. Miniskybot 1.0 <ul><li>Robot diferencial con rueda loca
  47. 47. Robot completo: chásis + electrónica + pilas + sensores
  48. 48. Los estudiantes lo pueden modificar fácilmente </li></ul>Video 1 http://www.thingiverse.com/thing:7989
  49. 49. Mecánica <ul><li>9 piezas imprimibles
  50. 50. Tornillos/tuercas M3
  51. 51. Neumáticos con juntas tóricas </li></ul>
  52. 52. Mecánica: Herramientas Libres de diseño <ul><li>Las piezas son código que al “compilarse” genera las piezas gráficas </li></ul><ul>OpenScad </ul><ul>FreeCad </ul><ul><li>Para visualizar el robot con todas las piezas ensambladas </li></ul>module U_front_skycube() { difference() { union() { //-- Main part: U-piece Futaba_U_union2(bottom_thick=bottom_thick,h=h); //-- Ear 1 translate([d1_x,0,0]) cube(size=[ear_x-0.01,ear_y,bottom_thick], center=true); //-- Ear 2
  53. 53. Diseño paramétrico <ul><li>Las piezas son paramétricas . Simplemente cambiando parámetros en el código se obtienen piezas diferentes </li></ul><ul><li>Ejemplos: </li></ul><ul>Portapilas : </ul><ul><li>Tipo de pila
  54. 54. Número de pilas </li></ul><ul>Ruedas : </ul><ul><li>Diámetro
  55. 55. Grosor
  56. 56. ... </li></ul>
  57. 57. Electrónica (I)
  58. 58. Electrónica (II) <ul><li>Tarjeta Skycube
  59. 59. Diseñada con: KICAD
  60. 60. KICAD es software libre </li></ul>http://goo.gl/HAk5W
  61. 61. Construyendo el Miniskybot <ul><li>Tiempo de impresión: 3h </li></ul>Piezas imprimibles Material no imprimible
  62. 62. Coste <1€ 25€ 18€ 2.5€ 2.5€ 24€ 1.5€ Total: 75€
  63. 63. Índice <ul><li>Introducción
  64. 64. Miniskybot
  65. 65. Robots derivados
  66. 66. Plastic Valley UC3M!
  67. 67. Conclusiones y trabajos futuros </li></ul>Robots libres e imprimibles Open Source Hardware Convention 2011
  68. 68. Soporte para sensor IR http://www.thingiverse.com/thing:8950 <ul><li>Sensor de Infrarrojos para el Miniskybot
  69. 69. Autor: Daniel Gómez . Estudiante UC3M </li></ul>
  70. 70. El robot de la barbi <ul><li>Sin comentarios...
  71. 71. Electrónica: Arduino + escudo para motores
  72. 72. Autor: Ávaro Villoslada . Estudiante de Máster UC3M </li></ul>
  73. 73. Primera tele-copia del Miniskybot <ul><li>Autor: Cw Kreimer (Pittsburgh, USA)
  74. 74. Telecopia de Madrid a Pittsbrugh </li></ul>Video 2
  75. 75. Orugator http://www.thingiverse.com/thing:8559 <ul><li>Autores (estudiantes UC3M): </li><ul><ul><li>Olalla Bravo
  76. 76. Daniel Gómez </li></ul></ul><li>Primer robot con orugas imprimibles! </li></ul>Videos 3-5
  77. 77. Unitrack <ul><li>Autor: Jon Goitia (Estudiante UC3M)
  78. 78. Una oruga con 5 juntas tóricas en paralelo </li></ul>Video 6 http://www.thingiverse.com/thing:7640
  79. 79. F-track <ul><li>Autor: Jon Goitia (Estudiante UC3M)
  80. 80. 4 Unitracks articulados!!!! </li></ul>
  81. 81. Diversificación... <ul><li>No sólo hay evolución...
  82. 82. También diversificación </li></ul>
  83. 83. Índice <ul><li>Introducción
  84. 84. Miniskybot
  85. 85. Robots derivados
  86. 86. Plastic Valley UC3M!
  87. 87. Conclusiones y trabajos futuros </li></ul>Robots libres e imprimibles Open Source Hardware Convention 2011
  88. 88. Orígenes (I) <ul><li>Febrero 2009 : Taller de Repraps. MediaLab Prado. Madrid </li></ul>Adrian Bowyer (Reprap) Zach Smith (Makerbot)
  89. 89. Orígenes (II) <ul><li>Mayo 2009 : Nuestra Makerbot está funcionando </li></ul>Ricardo Gómez, Andrés Prieto-Moreno y Juan González Makerbot número 8 en el mundo!
  90. 90. MADRE <ul><li>Grupo de Impresoras 3D de la asociación de Robótica de la UC3M
  91. 91. Compramos una Makerbot (Thing-o-matic)
  92. 92. Mayo 2011 : MADRE imprimió su primera pieza </li></ul>http://goo.gl/MGRuf
  93. 93. Los operadores <ul><li>27 Operadores registrados (muchos más “piratas”)
  94. 94. Todo el mundo tiene acceso a la impresora 3D
  95. 95. Los operadores pueden formar otros operadores </li></ul>
  96. 96. Los Clones <ul><li>Proyecto Clone wars : Imprimiendo impresoras
  97. 97. Las piezas se imprimien en MADRE
  98. 98. Estamos fabricando Repraps (modelo Prusa mendel )
  99. 99. Apuntados 28 grupos! </li></ul>http://goo.gl/OAQtY
  100. 100. En camino... <ul><li>Hay 40 operadores más en camino …
  101. 101. Alberto Valero ha propuesto el MARS Challenge! </li></ul><ul><li>Propuestas de PFC y trabajos tutelados
  102. 102. Incluir seminarios en el Máster de Robótica de la UC3M
  103. 103. … y PADRE está en camino: Otra Makerbot más </li></ul>http://goo.gl/EPEoR
  104. 104. Índice <ul><li>Introducción
  105. 105. Miniskybot
  106. 106. Robots derivados
  107. 107. Plastic Valley UC3M!
  108. 108. Conclusiones y trabajos futuros </li></ul>Robots libres e imprimibles Open Source Hardware Convention 2011
  109. 109. Conclusiones <ul><li>Los robots libres e imprimibles funcionan
  110. 110. Telecopia, evolución y diversificación
  111. 111. Sí es posible que aparezcan comunidades de desarrollo de Robots
  112. 112. Geniales para actividades educativas </li></ul>Trabajos futuros <ul><li>Sacar adelante todas nuestras propuestas
  113. 113. OOML : Object Oriented Mechanics Library: </li></ul>Mecánica orientada a Objetos http://iearobotics.com/oomlwiki
  114. 114. Que el plástico os acompañe... ¡Muchas gracias!
  115. 115. Robots Libres e Imprimibles Juan González-Gómez y Alberto Valero Gómez, Robotics Lab Universidad Carlos III de Madrid Open Source Hardware Convention 23-25 Septiembre 2011. Madrid

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