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ROBOTICA
SARA ALEJANDRA VELASCO ROCHA
INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACION
11-2
IBAGUE/TOLIMA
2019
ROBOTICA
1
SARA ALEJANDRA VELASCO ROCHA
Docente; ESPERANZA RADA
Trabajo de consulta acerca del tema Robotica.
INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN
11-2
IBAGUÉ/TOLIMA
2019
INTRODUCCIÓN
2
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 a las 8:00 AM hasta las
6:00PM.
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 máquinas.
Otro tipo de trabajo para un robot es barajar, dividir, hacer, etc. en fábricas de comidas. Por
ejemplo, en una fábrica de chocolates los robots arman las cajas de chocolates. ¿Cómo lo
hacen? Son guiados por un sistema de visión, un brazo robótico que localiza cada pieza de
chocolate y de forma gentil sin dañar al producto lo separa y divide
TABLA DE CONTENIDO
3
Portada
Contraportada_________________________________________________________ Pag 1
Introduccion__________________________________________________________ Pag 2
Tabla de contenido_____________________________________________________ Pag 3
Objetivos____________________________________________________________ Pag 4
Qué es Robótica?______________________________________________________ Pag 5
Origen_______________________________________________________________ Pag 5-
7
Para que sirve la robotica________________________________________________ Pag 7-8
Caracteristicas ________________________________________________________ Pag 8-9
Importancia__________________________________________________________ Pag 9-
11
Ramas de la robotica_________________________________________________ Pag 11-13
¿Como funciona?____________________________________________________ Pag 13-14
Aplicaciones_________________________________________________________ Pag 15
Clasificacion de un robot segun su arquitectura.____________________________ Pag 15-18
Conclusiones_________________________________________________________ Pag 19
Web grafia___________________________________________________________ Pag 20
OBJETIVOS
4
1. Conocer de manera significante el tema de la Robótica.
2. Hacer la presentación de un trabajo propuesto por la institución.
3. Abrir mis conocimientos y capacidades a la hora de realizar un consulta sin importar
que tema sea.
4. Aplicar lo aprendido en mi conocimiento a futuro.
¿Que es la robótica?
5
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 imita, en cierta forma, el
comportamiento humano o animal.
La informática, la electrónica, la mecánica y la ingeniería son sólo algunas de las
disciplinas 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.
Origen de la robótica
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”.
6
El escritor Isaac Asimov (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 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.
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 sean 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.
7
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. 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.
¿Para sirve la Robótica?
1. La robótica se encarga de diseñar, construir y hasta operar toda clase de robots, algo
que aparece en las películas de ciencia ficción como una verdadera solución a los problemas
de la vida cotidiana.
2. 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.
3. La robótica tiene aplicaciones en la agricultura y selvicultura, ayuda a
discapacitados, en la construcción, en el uso doméstico y en entornos peligrosos. También en
el Espacio, en medicina y salud, minería, en el estudio de la vida marina, vigilancia y
seguridad. 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.
4. Con la robótica, el niño aprende por un lado la programación informática necesaria
para controlar un robot y por otro lado, quizá más importante, aprende a pensar de manera
lógica, creando ideas y relaciones entre los sensores y motores que le ayudan a crear un
8
pensamiento inductivo y deductivo. Este desarrollo de la manera de pensar hará que el niño
vea de forma implícita la utilidad de los conocimientos aprendidos en matemáticas o física.
Características de la Robotica
La robótica tienen unas evidentes características diversas para que se puedan desarrollar y
aplicar la tarea la cual piensan hacer; de ellas las características de los robots son las
siguientes:
-MOVIMIENTO: Posee un sistemas de coordenadas en el cual el robot se pueda desplazar:
* Cartesianas. *Cilíndricas. *Polares.
-ENERGÍA: Un robot es importante donde tenga una fuente de energía para poder
convertirla en trabajo cada vez donde efectúa algún movimiento.
-GRADOS DE LIBERTAD: Los grados de libertad se utilizan en conocer la posición de
cada actuado ya articulación del robot para así el efector final esté en posición para realizar
alguna tarea programada.
-CAPTACIÓN DE INFORMACIÓN: Son los sensores donde le dan al robot una
información necesaria para desempeñar una actividad en el cual esté diseñado.
-AUTONOMÍA: Es la forma en la cual el robot donde desempeña alguna actividad de
alguna complejidad con el utilizamiento de la inteligencia artificial.Existen diversos tipos de
clasificaciones de robots y cada clasificación tiene diversas características, algunas de las
características que comparten los robots son:
Movimiento: Sistema de coordenadas en las que el robot se va a desplazar.
Cartesianas
Cilíndricas
Polares
9
Energía: Un robot debe de tener una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada
vez que efectúa algún movimiento.
Grados de libertad: Se utilizan para conocer la posición de cada actuado y articulación del
robot para que el efector final esté en la posición para realizar la tarea programada.
Captación de la información: Se refiere a los sensores que van a darle al robot la información
necesaria para que desempeñe la actividad para la que está diseñado.
Autonomía: La forma en que un robot desempeña una actividad tiene complejidad. Si esta
tiene algún dinamismo es mayor, es por esto que una de las ramas de la robótica muy
importante es la de la inteligencia artificial (IA).
Importancia de la Robótica
a robótica siempre ha estado unida a la construcción de "artefactos" con la idea de asemejarse
al ser humano y de ahorrar trabajo. La palabra "robot" proviene del escritor Karel Capek, el
cual usó en 1921 dicho término en una de sus obras a partir de la palabra checa "robota", que
significa servidumbre o trabajo forzado. Posteriormente, sería Isaac Asimov quien utilizaría
el término "robótica". La robótica se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de éstos y
combina diversas disciplinas como la mecánica, electrónica, informática, inteligencia
artificial e ingeniería de control. La inteligencia artificial, está adquiriendo mayor
protagonismo con el tiempo en la robótica, se trata de una ciencia perteneciente a la rama de
la cibernética, que estudia el mecanismo de la inteligencia humana con el fin de crear
máquinas inteligentes, capaces de realizar cálculos y de "pensar", elaborar juicios y tomar
decisiones. La inteligencia artificial se encarga de la parte analítica, consiguiendo
comportamientos cada vez más humanos. Quizás estos comportamientos humanos sean los
que más llamen la atención, probablemente relacionándolos con el cine, en películas donde
10
los robots, capaces de imitar a las personas acaban por revelarse. Aunque el aprendizaje de
los robots es una realidad, carecen de capacidad creativa, sentido común y otros aspectos de
vital importancia en el desarrollo. La robótica se ha desarrollado y evolucionado en gran
medida a lo largo de los últimos años, de tal manera que actualmente existen varios campos
que componen la robótica avanzada y que afrontan el futuro de ésta. El objetivo es crear
robots inteligentes y autónomos, la nueva generación, capaces de estar situados en su entorno,
adoptar comportamientos, razonar, evolucionar y actuar como seres vivos. PUBLICIDAD En
diversos laboratorios en el mundo está surgiendo una nueva generación de robots que pueden
entender y asistir a los seres humanos: los robots de servicio. Se predice que los robots de
servicio van a transformar en buena medida la vida de las personas en un futuro próximo, ya
que realizarán tareas en beneficio de la humanidad. Estas van desde tareas cotidianas como
cortar pasto, labores que requieren de cierto entrenamiento especializado como cuidar
personas de avanzada edad, trabajos que involucran un alto grado de exactitud, como
intervenciones de cirugía de alta precisión, hasta tareas que involucran riesgos elevados,
como desactivar una bomba. La revolución robótica va a detonar un importante avance
científico y tecnológico en diversas áreas de la mecánica, control, electrónica y computación;
pero además ayudará a resolver problemas sociales de salud y seguridad, entre otros; y creará
una nueva industria con importantes beneficios económicos. Dentro de la gran gama de
posibles robots que se pueden desarrollar, sin lugar a duda, los robots humanoides son los que
ofrecen mayores beneficios. Un robot humanoide es un robot móvil que tiene una apariencia
similar a la de un ser humano, incluyendo la capacidad de manipulación (brazos) y
locomoción. Por un lado, se espera que un robot humanoide de tamaño natural tenga la
capacidad de utilizar todas las herramientas que el hombre ha desarrollado a lo largo de su
historia, sin que se tengan que adaptar ambientes especiales. La interacción de los robots
humanoides con las personas se da de una manera más natural al tener una apariencia similar
11
a la de un humano, y por lo tanto se espera mayor aceptación que con otro tipo de robots.
Cabe mencionar que en la Universidad Politécnica de Tulancingo los alumnos de la carrera
de Ingeniería Robótica desarrollan actividades desde el primer cuatrimestre con robots
industriales, siendo ellos quienes los programan para realizar alguna tarea en específico.
Dichas actividades se llevan a cabo en el laboratorio de robótica el cual cuenta con una
amplia gama de robots industriales y robots humanoides como el NA+, que es programado
por alumnos, con la finalidad de participar en concursos internacionales.
Ramas de la Robótica.
Una de ellas es la 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.
La otra es la 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
12
inteligencia artificial, percepción y razonamiento aún para robots industriales. Actualmente,
la robótica industrial se está extendiendo en muchos países, especialmente en Japón, debido
exactamente a que se tiene disponibles el tiempo y el ambiente para preparar al robot en su
tarea a realizar para practicar y perfeccionar, de tal forma que se pueda repetir muchas veces.
La inteligencia artificial se utiliza raramente para cubrir cosas ligeramente impredecibles. Sin
embargo, lo del proceso anterior es suficiente dado que la planeación y preparación son las
palabras claves en manufactura.
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.
¿Cómo funciona la Robótica?
El noventa por ciento de los robots trabajan en fábricas, y más de la mitad hacen automóviles;
siendo las compañías automotrices altamente automatizadas gracias al uso de los brazos
robot, quedando la mayoría de los seres humanos en labores de supervisión o mantenimiento
de los robots y otras máquinas.
Otras de las labores realizadas por los brazos robots son labores en el campo de lo alimentos,
donde por ejemplo un dispositivo de este tipo selecciona los chocolates que corresponden
13
para armar una caja. Esto lo logra mediante el uso de sensores que identifican los diferentes
elementos que conforman una caja del producto, luego de ser identificados son tomado uno a
uno y depositados en las cajas.
Sensores:Los robots utilizan sensores para así obtener información acerca de su entorno. En
general, un sensor mide una característica del ambiente o espacio en el que está y proporciona
señales eléctricas. Estos dispositivos tratan de emular los sentidos humanos, es decir el olfato,
la visión, el tacto, etc. Pero estas máquinas tienen la ventaja de poder detectar información
acerca de los campos magnéticos u onda ultrasónicas.
Los sensores de luz para la robótica vienen en diferentes formas, fotoresistencias, fotodiodos,
fototransistores, obteniendo todos estos el mismo resultado, es decir cuando un haz de luz es
detectado ellos responden ya sea creando o cambiando una señal eléctrica la cual será
analizada y el dispositivo tomará una decisión o bien proveerá la información. Mediante el
uso de un filtro frente a un sensor de luz se puede crear una respuesta selectiva con lo cual el
robot únicamente podrá ver determinados colores.
El uso de sensores de luz le permite a los robots ubicarse, muchos de ellos utilizan también
sensores infrarrojos para desplazarse, emitiendo un rayo hacia un obstáculo y midiendo la
distancia, es decir similar a un sonar o radar. Para los sistemas más complejos, por ejemplo el
eliminar producto defectuoso de una banda transportadora, los sensores de luz no son
suficientes, se necesita la intervención de una computadora, la cual realizará la selección
basándose en la información que el sensor le provee, una vez procesada la computadora
enviará la información al dispositivo robótico para cumplir con la orden.
La visión robótica es uno de los grandes retos para los ingenieros de hoy en día. Es difícil
programar un robot para que sepa qué ignorar y que no. Estas máquinas tienen problemas
para interpretar sombras, cambio de luces o brillo, además para poder tener percepción de la
profundidad es necesario que tengan visión estereoscópica al igual que los humanos. Otro de
14
los grandes inconvenientes es el lograr resolver imágenes tridimensionales para poder generar
una imagen tridimensional a partir de dos imágenes muy similares en un tiempo corto se
requiere de grandes cantidades de memoria y de un procesador muy poderoso. En las figuras
3 y 4 podemos observar la diferencia que existe entre la visión humana y la visión robot.
Los sensores de tacto también ayudan a los robots sin capacidad de visión a caminar. Los
sensores contactan y envían una señal compean para que el robot sepa que ha hecho "tocado"
algún objeto. El material más usado es el "Piezoelectric".
Los sensores de posición hacen posible el enseñar a un robot a hacer una función respectiva
en función de los movimientos. Los sensores en ciertos puntos del robot guardan información
sobre el cambio de una serie de posiciones. El robot recuerda la información y repite el
trabajo en forma exacta a como fue realizado inicialmente.
Aplicaciones de la Robotica
En la industria se utilizan para hacer trabajos peligrosos como soldaduras de arco, de
punto o implementación de sustancias inhalantes nocivas. También se usan para
aplicar pintura en spray, transporte pesado, molienda de materiales o moldeado en
plástico.
En los Laboratorios médicos se utilizan para realizar tareas repetitivas de medición de
peso, cantidad de materia, pH, etc. Los robots presentan tres ventajas sobre el trabajo
humano: mayor productividad, mayor control de calidad y reducción de exposición
humana a sustancias dañinas.
15
El Instituto de Investigación Australiano ha invertido mucho dinero en fabricar robots
para la agricultura; produjo uno que esquila ovejas, y otro que realiza los cortes de los
cerdos.
En la actividad de investigación del espacio se han utilizado y se utilizan robots, la
información que se recoge de los planetas con las sondas no tripuladas como la
Galileo, que investigó Júpiter; son producto de mediciones de robots.
Clasificación de los robots según su arquitectura.
Clasificación de los robots según su arquitectura
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser
metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para
incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por
el propio Robot.
La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos:
poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.
Poliarticulados
En 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. En este grupo se encuentran los
manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es
16
preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con
un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
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. Estos Robots
aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados
mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos
empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso
llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento
cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco
evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y
experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se
centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal
problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener
simultáneamente el equilibrio del Robot.
Zoomórficos
17
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. A pesar de la disparidad morfológica de sus
posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos
categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos
no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón
basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un
movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy
numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo
posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar
en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el
campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
Híbridos
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. Por
ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los
atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
18
CONCLUSIONES
En conclusión, podemos deducir que la robótica es una de las ramas más completas de la
tecnología. Un solo robot requiere conocimientos de microtecnología, de informática para
programarlo, de física para poder calcular cuáles serán sus limitaciones y capacidades a la
hora de levantar pesos, transportar objetos..., de telecomunicaciones si requieren control
remoto, o comunicarse entre ellos, de electrónica para establecer toda su instalación eléctrica,
etc.
19
Hoy en día, aunque no nos demos cuentas, la robótica es algo, quizá no imprescindible, pero
sí muy usual en nuestras vidas (el robot de cocina, la domótica, algunos juguetes de los niños,
algunos sistemas que incorporan ciertos automóviles...).
¿Qué queremos transmitir con esto? Simple y llanamente que la robótica moderna, aunque
sea una ciencia joven, ha evolucionado muy rápido, de la misma manera que ha entrado en
nuestras vidas cotidianas en apenas una década, lo que significa que muy probablemente
dentro de otra década la robótica sea algo completamente distinto a lo que conocemos hoy,
algo mucho más avanzado y perfeccionado, una rama de la tecnología que haga de nuestras
vidas un simple paseo lleno de facilidades.
Por lo tanto, creemos que debemos seguir investigando y desarrollando esta ciencia como lo
llevamos haciendo estos últimos años, y mantener a España como referente en este campo.
WEBGRAFÍA
https://definicion.de/robotica/
http://www.planetarioalfa.org.mx/?q=blog/%C2%BFpara-qu%C3%A9-sirve-la-
rob%C3%B3tica
https://sites.google.com/site/elmundodelarobotica604/las-caracteristicas-de-la-robotica
https://www.milenio.com/opinion/varios-autores/universidad-politecnica-de-
tulancingo/la-importancia-de-la-robotica
http://enciclopediadelarobotica.blogspot.com/p/blog-page_4.html
20
http://lalaysantany.blogspot.com/2009/10/como-funciona-la-robotica.html
http://www.argos.edu.uy/alumnos/2007/robotica/Aplicaciones.htm
https://sites.google.com/site/elavancedelarobotica/clasificacion-de-los-
robots/clasificacion-de-los-robots-su
21

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  • 2. 1 SARA ALEJANDRA VELASCO ROCHA Docente; ESPERANZA RADA Trabajo de consulta acerca del tema Robotica. INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN 11-2 IBAGUÉ/TOLIMA 2019 INTRODUCCIÓN
  • 3. 2 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 a las 8:00 AM hasta las 6:00PM. 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 máquinas. Otro tipo de trabajo para un robot es barajar, dividir, hacer, etc. en fábricas de comidas. Por ejemplo, en una fábrica de chocolates los robots arman las cajas de chocolates. ¿Cómo lo hacen? Son guiados por un sistema de visión, un brazo robótico que localiza cada pieza de chocolate y de forma gentil sin dañar al producto lo separa y divide TABLA DE CONTENIDO
  • 4. 3 Portada Contraportada_________________________________________________________ Pag 1 Introduccion__________________________________________________________ Pag 2 Tabla de contenido_____________________________________________________ Pag 3 Objetivos____________________________________________________________ Pag 4 Qué es Robótica?______________________________________________________ Pag 5 Origen_______________________________________________________________ Pag 5- 7 Para que sirve la robotica________________________________________________ Pag 7-8 Caracteristicas ________________________________________________________ Pag 8-9 Importancia__________________________________________________________ Pag 9- 11 Ramas de la robotica_________________________________________________ Pag 11-13 ¿Como funciona?____________________________________________________ Pag 13-14 Aplicaciones_________________________________________________________ Pag 15 Clasificacion de un robot segun su arquitectura.____________________________ Pag 15-18 Conclusiones_________________________________________________________ Pag 19 Web grafia___________________________________________________________ Pag 20 OBJETIVOS
  • 5. 4 1. Conocer de manera significante el tema de la Robótica. 2. Hacer la presentación de un trabajo propuesto por la institución. 3. Abrir mis conocimientos y capacidades a la hora de realizar un consulta sin importar que tema sea. 4. Aplicar lo aprendido en mi conocimiento a futuro. ¿Que es la robótica?
  • 6. 5 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 imita, en cierta forma, el comportamiento humano o animal. La informática, la electrónica, la mecánica y la ingeniería son sólo algunas de las disciplinas 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. Origen de la robótica 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”.
  • 7. 6 El escritor Isaac Asimov (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 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. 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 sean 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.
  • 8. 7 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. 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. ¿Para sirve la Robótica? 1. La robótica se encarga de diseñar, construir y hasta operar toda clase de robots, algo que aparece en las películas de ciencia ficción como una verdadera solución a los problemas de la vida cotidiana. 2. 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. 3. La robótica tiene aplicaciones en la agricultura y selvicultura, ayuda a discapacitados, en la construcción, en el uso doméstico y en entornos peligrosos. También en el Espacio, en medicina y salud, minería, en el estudio de la vida marina, vigilancia y seguridad. 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. 4. Con la robótica, el niño aprende por un lado la programación informática necesaria para controlar un robot y por otro lado, quizá más importante, aprende a pensar de manera lógica, creando ideas y relaciones entre los sensores y motores que le ayudan a crear un
  • 9. 8 pensamiento inductivo y deductivo. Este desarrollo de la manera de pensar hará que el niño vea de forma implícita la utilidad de los conocimientos aprendidos en matemáticas o física. Características de la Robotica La robótica tienen unas evidentes características diversas para que se puedan desarrollar y aplicar la tarea la cual piensan hacer; de ellas las características de los robots son las siguientes: -MOVIMIENTO: Posee un sistemas de coordenadas en el cual el robot se pueda desplazar: * Cartesianas. *Cilíndricas. *Polares. -ENERGÍA: Un robot es importante donde tenga una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada vez donde efectúa algún movimiento. -GRADOS DE LIBERTAD: Los grados de libertad se utilizan en conocer la posición de cada actuado ya articulación del robot para así el efector final esté en posición para realizar alguna tarea programada. -CAPTACIÓN DE INFORMACIÓN: Son los sensores donde le dan al robot una información necesaria para desempeñar una actividad en el cual esté diseñado. -AUTONOMÍA: Es la forma en la cual el robot donde desempeña alguna actividad de alguna complejidad con el utilizamiento de la inteligencia artificial.Existen diversos tipos de clasificaciones de robots y cada clasificación tiene diversas características, algunas de las características que comparten los robots son: Movimiento: Sistema de coordenadas en las que el robot se va a desplazar. Cartesianas Cilíndricas Polares
  • 10. 9 Energía: Un robot debe de tener una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada vez que efectúa algún movimiento. Grados de libertad: Se utilizan para conocer la posición de cada actuado y articulación del robot para que el efector final esté en la posición para realizar la tarea programada. Captación de la información: Se refiere a los sensores que van a darle al robot la información necesaria para que desempeñe la actividad para la que está diseñado. Autonomía: La forma en que un robot desempeña una actividad tiene complejidad. Si esta tiene algún dinamismo es mayor, es por esto que una de las ramas de la robótica muy importante es la de la inteligencia artificial (IA). Importancia de la Robótica a robótica siempre ha estado unida a la construcción de "artefactos" con la idea de asemejarse al ser humano y de ahorrar trabajo. La palabra "robot" proviene del escritor Karel Capek, el cual usó en 1921 dicho término en una de sus obras a partir de la palabra checa "robota", que significa servidumbre o trabajo forzado. Posteriormente, sería Isaac Asimov quien utilizaría el término "robótica". La robótica se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de éstos y combina diversas disciplinas como la mecánica, electrónica, informática, inteligencia artificial e ingeniería de control. La inteligencia artificial, está adquiriendo mayor protagonismo con el tiempo en la robótica, se trata de una ciencia perteneciente a la rama de la cibernética, que estudia el mecanismo de la inteligencia humana con el fin de crear máquinas inteligentes, capaces de realizar cálculos y de "pensar", elaborar juicios y tomar decisiones. La inteligencia artificial se encarga de la parte analítica, consiguiendo comportamientos cada vez más humanos. Quizás estos comportamientos humanos sean los que más llamen la atención, probablemente relacionándolos con el cine, en películas donde
  • 11. 10 los robots, capaces de imitar a las personas acaban por revelarse. Aunque el aprendizaje de los robots es una realidad, carecen de capacidad creativa, sentido común y otros aspectos de vital importancia en el desarrollo. La robótica se ha desarrollado y evolucionado en gran medida a lo largo de los últimos años, de tal manera que actualmente existen varios campos que componen la robótica avanzada y que afrontan el futuro de ésta. El objetivo es crear robots inteligentes y autónomos, la nueva generación, capaces de estar situados en su entorno, adoptar comportamientos, razonar, evolucionar y actuar como seres vivos. PUBLICIDAD En diversos laboratorios en el mundo está surgiendo una nueva generación de robots que pueden entender y asistir a los seres humanos: los robots de servicio. Se predice que los robots de servicio van a transformar en buena medida la vida de las personas en un futuro próximo, ya que realizarán tareas en beneficio de la humanidad. Estas van desde tareas cotidianas como cortar pasto, labores que requieren de cierto entrenamiento especializado como cuidar personas de avanzada edad, trabajos que involucran un alto grado de exactitud, como intervenciones de cirugía de alta precisión, hasta tareas que involucran riesgos elevados, como desactivar una bomba. La revolución robótica va a detonar un importante avance científico y tecnológico en diversas áreas de la mecánica, control, electrónica y computación; pero además ayudará a resolver problemas sociales de salud y seguridad, entre otros; y creará una nueva industria con importantes beneficios económicos. Dentro de la gran gama de posibles robots que se pueden desarrollar, sin lugar a duda, los robots humanoides son los que ofrecen mayores beneficios. Un robot humanoide es un robot móvil que tiene una apariencia similar a la de un ser humano, incluyendo la capacidad de manipulación (brazos) y locomoción. Por un lado, se espera que un robot humanoide de tamaño natural tenga la capacidad de utilizar todas las herramientas que el hombre ha desarrollado a lo largo de su historia, sin que se tengan que adaptar ambientes especiales. La interacción de los robots humanoides con las personas se da de una manera más natural al tener una apariencia similar
  • 12. 11 a la de un humano, y por lo tanto se espera mayor aceptación que con otro tipo de robots. Cabe mencionar que en la Universidad Politécnica de Tulancingo los alumnos de la carrera de Ingeniería Robótica desarrollan actividades desde el primer cuatrimestre con robots industriales, siendo ellos quienes los programan para realizar alguna tarea en específico. Dichas actividades se llevan a cabo en el laboratorio de robótica el cual cuenta con una amplia gama de robots industriales y robots humanoides como el NA+, que es programado por alumnos, con la finalidad de participar en concursos internacionales. Ramas de la Robótica. Una de ellas es la 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. La otra es la 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
  • 13. 12 inteligencia artificial, percepción y razonamiento aún para robots industriales. Actualmente, la robótica industrial se está extendiendo en muchos países, especialmente en Japón, debido exactamente a que se tiene disponibles el tiempo y el ambiente para preparar al robot en su tarea a realizar para practicar y perfeccionar, de tal forma que se pueda repetir muchas veces. La inteligencia artificial se utiliza raramente para cubrir cosas ligeramente impredecibles. Sin embargo, lo del proceso anterior es suficiente dado que la planeación y preparación son las palabras claves en manufactura. 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. ¿Cómo funciona la Robótica? El noventa por ciento de los robots trabajan en fábricas, y más de la mitad hacen automóviles; siendo las compañías automotrices altamente automatizadas gracias al uso de los brazos robot, quedando la mayoría de los seres humanos en labores de supervisión o mantenimiento de los robots y otras máquinas. Otras de las labores realizadas por los brazos robots son labores en el campo de lo alimentos, donde por ejemplo un dispositivo de este tipo selecciona los chocolates que corresponden
  • 14. 13 para armar una caja. Esto lo logra mediante el uso de sensores que identifican los diferentes elementos que conforman una caja del producto, luego de ser identificados son tomado uno a uno y depositados en las cajas. Sensores:Los robots utilizan sensores para así obtener información acerca de su entorno. En general, un sensor mide una característica del ambiente o espacio en el que está y proporciona señales eléctricas. Estos dispositivos tratan de emular los sentidos humanos, es decir el olfato, la visión, el tacto, etc. Pero estas máquinas tienen la ventaja de poder detectar información acerca de los campos magnéticos u onda ultrasónicas. Los sensores de luz para la robótica vienen en diferentes formas, fotoresistencias, fotodiodos, fototransistores, obteniendo todos estos el mismo resultado, es decir cuando un haz de luz es detectado ellos responden ya sea creando o cambiando una señal eléctrica la cual será analizada y el dispositivo tomará una decisión o bien proveerá la información. Mediante el uso de un filtro frente a un sensor de luz se puede crear una respuesta selectiva con lo cual el robot únicamente podrá ver determinados colores. El uso de sensores de luz le permite a los robots ubicarse, muchos de ellos utilizan también sensores infrarrojos para desplazarse, emitiendo un rayo hacia un obstáculo y midiendo la distancia, es decir similar a un sonar o radar. Para los sistemas más complejos, por ejemplo el eliminar producto defectuoso de una banda transportadora, los sensores de luz no son suficientes, se necesita la intervención de una computadora, la cual realizará la selección basándose en la información que el sensor le provee, una vez procesada la computadora enviará la información al dispositivo robótico para cumplir con la orden. La visión robótica es uno de los grandes retos para los ingenieros de hoy en día. Es difícil programar un robot para que sepa qué ignorar y que no. Estas máquinas tienen problemas para interpretar sombras, cambio de luces o brillo, además para poder tener percepción de la profundidad es necesario que tengan visión estereoscópica al igual que los humanos. Otro de
  • 15. 14 los grandes inconvenientes es el lograr resolver imágenes tridimensionales para poder generar una imagen tridimensional a partir de dos imágenes muy similares en un tiempo corto se requiere de grandes cantidades de memoria y de un procesador muy poderoso. En las figuras 3 y 4 podemos observar la diferencia que existe entre la visión humana y la visión robot. Los sensores de tacto también ayudan a los robots sin capacidad de visión a caminar. Los sensores contactan y envían una señal compean para que el robot sepa que ha hecho "tocado" algún objeto. El material más usado es el "Piezoelectric". Los sensores de posición hacen posible el enseñar a un robot a hacer una función respectiva en función de los movimientos. Los sensores en ciertos puntos del robot guardan información sobre el cambio de una serie de posiciones. El robot recuerda la información y repite el trabajo en forma exacta a como fue realizado inicialmente. Aplicaciones de la Robotica En la industria se utilizan para hacer trabajos peligrosos como soldaduras de arco, de punto o implementación de sustancias inhalantes nocivas. También se usan para aplicar pintura en spray, transporte pesado, molienda de materiales o moldeado en plástico. En los Laboratorios médicos se utilizan para realizar tareas repetitivas de medición de peso, cantidad de materia, pH, etc. Los robots presentan tres ventajas sobre el trabajo humano: mayor productividad, mayor control de calidad y reducción de exposición humana a sustancias dañinas.
  • 16. 15 El Instituto de Investigación Australiano ha invertido mucho dinero en fabricar robots para la agricultura; produjo uno que esquila ovejas, y otro que realiza los cortes de los cerdos. En la actividad de investigación del espacio se han utilizado y se utilizan robots, la información que se recoge de los planetas con las sondas no tripuladas como la Galileo, que investigó Júpiter; son producto de mediciones de robots. Clasificación de los robots según su arquitectura. Clasificación de los robots según su arquitectura La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos. Poliarticulados En 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. En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es
  • 17. 16 preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo. 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. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia. Androides Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot. Zoomórficos
  • 18. 17 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. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes. Híbridos 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. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
  • 19. 18 CONCLUSIONES En conclusión, podemos deducir que la robótica es una de las ramas más completas de la tecnología. Un solo robot requiere conocimientos de microtecnología, de informática para programarlo, de física para poder calcular cuáles serán sus limitaciones y capacidades a la hora de levantar pesos, transportar objetos..., de telecomunicaciones si requieren control remoto, o comunicarse entre ellos, de electrónica para establecer toda su instalación eléctrica, etc.
  • 20. 19 Hoy en día, aunque no nos demos cuentas, la robótica es algo, quizá no imprescindible, pero sí muy usual en nuestras vidas (el robot de cocina, la domótica, algunos juguetes de los niños, algunos sistemas que incorporan ciertos automóviles...). ¿Qué queremos transmitir con esto? Simple y llanamente que la robótica moderna, aunque sea una ciencia joven, ha evolucionado muy rápido, de la misma manera que ha entrado en nuestras vidas cotidianas en apenas una década, lo que significa que muy probablemente dentro de otra década la robótica sea algo completamente distinto a lo que conocemos hoy, algo mucho más avanzado y perfeccionado, una rama de la tecnología que haga de nuestras vidas un simple paseo lleno de facilidades. Por lo tanto, creemos que debemos seguir investigando y desarrollando esta ciencia como lo llevamos haciendo estos últimos años, y mantener a España como referente en este campo. WEBGRAFÍA https://definicion.de/robotica/ http://www.planetarioalfa.org.mx/?q=blog/%C2%BFpara-qu%C3%A9-sirve-la- rob%C3%B3tica https://sites.google.com/site/elmundodelarobotica604/las-caracteristicas-de-la-robotica https://www.milenio.com/opinion/varios-autores/universidad-politecnica-de- tulancingo/la-importancia-de-la-robotica http://enciclopediadelarobotica.blogspot.com/p/blog-page_4.html
  • 22. 21