1. Extensión Universitaria de Aguadulce
Facultad de Informática Electrónica y Comunicación
Lic. En Informática para la Gestión Educativa y
Empresarial.
Tema:
Robótica
Presentado Por:
Elías López 9-732-2095
Leonel Hurtado 8-867-1542
Roger Rodríguez2-729-2303
Profesora:
Daysi Donado
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2. La Robótica
La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots lo se ocupa del diseño,
manufactura y aplicaciones de ellos. La robótica combina diversas disciplinas
como son:
La mecánica: Rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo
de los cuerpos.
La electrónica: Estudia y emplea sistemas cuyo funcionamiento se basa en la
conducción y el control del flujo microscópico de los electrones u otras
partículas cargadas eléctricamente.
La informática: Que es el estudio y aplicación del tratamiento automático de la
información, utilizando sistemas computacionales.
La inteligencia artificial: Rama de las ciencias de la computación dedicada al
desarrollo de agentes racionales no vivos.
La ingeniería de control: Uso de elementos sistemáticos que se relacionan
con otras aplicaciones de la tecnología.
Esta también es la técnica que aplica la informática al diseño y empleo de
aparatos que, en sustitución de personas, realizan operaciones o trabajos, por
lo general en instalaciones industriales.
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3. Aspectos Positivos y Negativos de La Robótica
Positivos:
 La robótica es un medio por el cual podemos hacer maquinas que logren
o puedan hacer cosas o actividades como los seres humanos.
 Se pueden hacer maquinas ecológicas que ayuden al medio ambiente.
 Estas máquinas podrían remplazar a las madres amas de casa, para
que
las
madres
cabezas
de
hogar
también
puedan
aportar
económicamente en la casa.
Negativos:
 Vuelven a las personas perezosas ya que se acostumbran a que todo se
lo hagan.
 Estos podrían sobrecargarse de tal modo que perjudicarían
a la
humanidad.
 Que no se utilicen para el bienestar de la humanidad sino para el daño
de esta misma.
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4. Reglas de La Robótica
1. Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir
que un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos,
excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta
protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.
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5. Elementos del kit de robótica Lego MindstormsEducational
Elementos Lego
El kit de Lego Mindstorms NXT trae muchos elementos.
Primero que nada hay que clasificar a nuestras piezas, David j. Perdue en el
libro TheUnofficial Lego Mindstorms NXT Inventor's Guide clasifica los
elementos en las siguientes categorías:
 Electrónicos.
 Construcción
Conectores (ejes)
Vigas
Bloques
 Elementos misceláneos
Clavijas
Engranes
Elementos electrónicos: se consideran los motores, los sensores (luz, sonido,
táctil y ultrasónico) y el bloque (o ladrillo) programable.
Elementos de construcción:
Los Ejes (Axle) son palitos de diferentes tamaños (se miden en unidades de
lego) y nos sirven para conectar piezas que tendrán
movimiento, estas pueden ser ruedas, motores, engranes o
incluso bigas móviles.
Las Vigas (Beam) son el elemento básico de
construcción para los modelos de Lego studless,
como el LEGO MINDSTORM NXT. Estas proveen la
estructura y también los hay de diferentes tamaños.
Pueden ser unidos entre si usando clavijas o ejes.
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6. Los Bloques (Brick) son
los elementos de
construcción de LEGO por excelencia, pero en
nuevos modelos de Technic estos se han
relegado un poco para pasar a la construcción
studless (que usa vigas). El kit de Lego
MINDSTORMS NXT incluye solo unos cuantos
bloques.
Elementos Misceláneos:
Las Clavijas son el elemento básico de unión. Las hay en
diferentes tamaños y formas. La básica es la que se ve en
la foto, pero también las hay unas que terminan en ejes,
codos, dobles, con o sin fricción, etc.
Los Engranes (gear) son un elemento que sirve para
transferir el movimiento, incluso modificándolo en su camino.
Los engranes siempre tienen un conector para un eje en
medio y pueden tener conectores para clavijas al rededor.
Estos se miden por el número de dientes que tienen. En un
futuro escribiré un artículo más extenso sobre estos.
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7. Aplicaciones de La Robótica
Los robots son muy útiles en muchas áreas:
 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.
 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.
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8. Glosario
Poliarticulados: En este grupo se encuentran los Robots de
muy diversa forma y configuración, cuya característica común
es
la
de
ser
excepcionalmente
básicamente
pueden
ser
sedentarios
guiados
para
(aunque
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 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.
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9. Zoomórficos: 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 experimentos 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 numerosos y están siendo objeto de
experimentos en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de
verdaderos
vehículos
terrenos,
piloteados
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.
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10. Sensores: tacto, óptico, ultrasonido.
Sensores de Tacto: Los sensores de tacto también ayudan a los robots sin
capacidad de visión a caminar. Los sensores contactan y envían una señal
pompean para que el robot sepa que ha hecho "tocado" algún objeto. El
material más usado es el "Piezoelectric".
Estos dispositivos, son los más simples, ya que son
interruptores que se activan o desactivan si se
encuentran en contacto con un objeto, por lo que de
esta manera se reconoce la presencia de un objeto en
un determinado lugar.
Su simplicidad de construcción añadido a su robustez, los hacen muy
empleados en robótica.
El permite detectar si el bloque que lo posee ha colisionado o no con algún
objeto que se encuentre en su trayectoria inmediata. Al tocar una superficie,
una pequeña cabeza externa se contrae, permitiendo que una pieza dentro del
bloque cierre un circuito eléctrico comience a circular energía, provocando una
variación de energía de 0 a 5 V.
Sensor Óptico: Detectan la presencia de una persona o de un objeto que
interrumpen el haz de luz que le llega al sensor.
Los
principales
sensores
ópticos
son
las
fotorresistencias, las LDR.
Las LDR son muy útiles en robótica para regular el
movimiento de los robots y detener su movimiento
cuando van a tropezar con un obstáculo o bien disparar
alguna
alarma.
También
sirven
para
regular
la
iluminación artificial en función de la luz natural.
Los sensores ópticos, sin embargo, pueden detectar la reflexión del rayo de
luz procedente del emisor sobre el objeto.
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11. Sensor
Ultrasonido:Este
tipo
de
sensores,
se
basa
en el mismo
funcionamiento que los de tipo fotoeléctrico, ya que se emite una señal, esta
vez de tipo ultrasónica, y esta señal es recibida por un receptor. De la misma
manera, dependiendo del camino que realice la señal emitida podremos
diferenciarlos entre los que son de
barrera o los de reflexión.
La construcción de este tipo de
sensores, se encuentra basada en
el empleo de una fuente de señal
luminosa (lámparas, diodos LED,
diodos láser etc...) y una célula
receptora de dicha señal, como
pueden
ser
fotodiodos,
fototransistores o LDR etc.
Este tipo de sensores, se encuentra basado en la emisión de luz, y en la
detección de esta emisión.
El sensor Ultrasonido sólo se incluye en el empaque de Lego Mindstorms NXT,
y su principal función detectar las distancias y el movimiento de un objeto que
se interponga en el camino del robot, mediante el principio de la detección
ultrasónica. Este sensor es capaz de detectar objetos que se encuentren desde
0 a 255 cm
Mediante el principio del eco, el sensor es capaz de recibir la información de los
distintos objetos que se encuentren en el campo de detección. El sensor
funciona mejor cuando las señales ultrasónicas que recibe, provienen de
objetos que sean grandes, planos o de superficies duras. Los objetos
pequeños, curvos o suaves, como pelotas, pueden ser muy difíciles de
detectar. Si en el cuarto se encuentra más de un sensor ultrasónico, los
dispositivos pueden interferir entre ellos, resultando en detecciones pobres.
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12. Proyecto Elegido
Explorer (Explorador)
Kit que utiliza LEGO MINDSTORMS NXT 2.0 (8547)
Diseño
Ejecución
La misión de este robot es explorar todo el sitio, casa, o donde se establece.
Se trata de "ver" las paredes y otros obstáculos antes de toparse con ellos, y
luego vuelve la cabeza para mirar a la izquierda ya la derecha para determinar
en qué dirección es mejor girar. En caso de que no funcione accidentalmente
en algo, un parachoques en la parte delantera activa un sensor táctil para hacer
la parada del robot y luego decidir qué camino tomar.
Explorador de Programación
Este programa hace que el robot repita los siguientes pasos:
Siga recto hasta que el sensor ultrasónico ve algo cercano o el parachoques es
golpeado.
Si se golpeó el parachoques, hacer un sonido y retroceda un poco.
Gire la cabeza para mirar a la derecha y luego a la izquierda, y el uso del
sensor de ultrasonidos para determinar qué dirección parece tener más
espacio, a continuación, girar en esa dirección.
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