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  • 7/26/2019 Electiva Profesional i (Robotica)-Electiva Profesional i (Robotica)

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    DIRECCIN DE EDUCACIN ABIERTA Y A DISTANCIA Y VIRTUALIDA

    LICENCIATURA EN EDUCACIN BSICA CON NFASIS EN TECNOLOGA E INFORMTICA

    ROBTICA

    MDULO EN REVISIN

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    MODULO DE ROBTICA

    INTRODUCCIN

    Los avances tecnolgicos siempre han ido en mira de facilitar la vida del hombre,la robtica desde sus inicios ha buscado apoyar a las personas en sus actividadescotidianas para brindar comodidad y confort, adems de remplazar a los individuosen tareas de alta peligrosidad; por lo que hoy da la robtica se encuentrainvolucrada en casi todas las reas de la vida del ser humano, especialmente en laindustria para optimizar los procesos que en sta se generan.

    En este sentido, el mdulo de robtica bsica tiene como objetivo brindar aldocente en formacin una perspectiva amplia de la robtica bsica y los conceptos

    necesarios para ampliar los conocimientos en esta rea con la finalidad deconstruir robots de una manera sencilla.

    Para el abordaje del Mdulo Robtica Bsica, la temtica se ha dividido en cuatrounidades as: En la primera unidad, se estudiarn los conceptos bsicos

    introductorios para comprender la robtica y la arquitectura bsica de un robot. Lasegunda unidad contempla la clasificacin de los robots de acuerdo a distintos

    parmetros. En la tercera unidad se trabaja lo referente a algunos conceptos y

    caractersticas de los robots, que ayudaran a comprender mejor el funcionamientode los mismos. En la cuarta unidad se dan las pautas que permitirn llevar a cabo

    la construccin de un robot.

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    TABLA DE CONTENIDO

    UNIDAD 1: INTRODUCCIN A LA ROBTICA

    1.1 Antecedentes1.2 Qu es un Robot?1.3 Qu es la Robtica?1.4 Automatizacin y robtica1.5 Las Leyes de la Robtica1.6 Morfologa del Robot1.6.1Estructura interna de un robot1.6.2 Estructura Mecnica1.6.3 Sistema de control1.6.4 Sensores1.6.5 Efectores y Actuadores1.6.7 Sistema de Locomocin/Manipulacin1.6.8 Comparacin de un robot con una computadora

    UNIDAD 2: CLASIFICACIN DE LOS ROBOTS

    2.1 Por grado de autonoma2.2 Por aplicacin2.3 Por medio2.4 Por procedimiento de control2.5 Por arquitectura o morfologa2.6 Por su estructura mecnica

    UNIDAD 3: CINEMTICA, CINTICA Y DINMICA

    3.1 Conceptos3.2 Grados de libertad y movilidad3.3 Volumen de trabajo3.4 Precisin y Repetitividad

    UNIDAD 4: CONSTRUCCIN Y PRUEBA DE UN ROBOT

    4.1 Diseo del Robot4.2 Construccin del Robot

    4.3 Programacin del Robot4.4 Prueba del Robot

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    JUSTIFICACIN

    Las industrias y empresas de hoy da han involucrado en sus procesos deproduccin elementos de automatizacin y control, que han sido asumidos porprofesionales en las reas afines; pero el crecimiento de estas tecnologas entodas los espacios, ha creado la necesidad de formar personas que puedanencargarse de estas tareas de una manera ms puntual; surgiendo as la robticacomo un campo de estudio a nivel universitario. De igual manera, surge la idea deacercar estos conocimientos a los estudiantes de las escuelas y colegiosimpulsando a estas a insertarlos como recursos de apoyo en los procesos deenseanza de sus alumnos.

    La robtica aplicada a la educacin busca que los alumnos puedan construir sus

    propias representaciones y conceptos de la ciencia y la tecnologa, con lautilizacin de stas a travs de la solucin de problemas concretos; para lograruna adaptacin de los estudiantes a los procesos productivos actuales y aportar alascenso de la calidad de la educacin insertando ideas pedaggicas innovadorasrelacionadas con el aprendizaje y el desarrollo de competencias y habilidadesasociadas con el diseo, construccin y programacin de robots.

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    FORMAS DE ABORDAR LA LECTURA DEL MODULO

    Para que sea ms provechosa su actividad de aprendizaje, se recomienda seguirlas siguientes sugerencias:

    1. Inicie la actividad dando una ojeada general al mdulo, revisando ttulos ysubttulos para ubicarse en la panormica de la temtica.

    2. Realice una lectura atenta de las unidades, sealando y anotando las ideascentrales, los conceptos bsicos y sus relaciones.

    3. Compare los conceptos emitidos por usted en la sesin atrvete a opinar,contrstela con la del mdulo, busque puntos comunes y diferencias. Reelabore las conceptualizaciones.

    4. Responda a los interrogantes y acciones que se plantean en lecturascomplementarias y en los recuadros que aparecen en c/u de las unidades.

    5. Anote las dudas e inquietudes para llevarlas al tutor y dems compaeros en lasesin presencial.

    6. Repita el ciclo para la lectura de cada una de las unidades.

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    ESTRUCTURA DEL MODULO

    ROBTICA

    1. INTRODUCCIN ALA ROBTICA

    2. CLASIFICACINDE LOS ROBOTS

    3. CINEMTICA,CINTICA YDINMICA

    4. CONSTRUCCINY PRUEBA DE UN

    ROBOT

    UNIDADES

    Antecedentes

    Automatizacin yrobtica

    Qu es laRobtica?

    Qu es un Robot?

    Leyes de la Robtica

    Morfologa del Robot

    Por grado deautonoma

    Por procedimientode control

    Por arquitectura omorfologa

    Por aplicacin

    Por medio Volumen de trabajo

    Conceptos

    Grados de libertad ymovilidad

    Por su estructuramecnica

    Diseo del Robot

    Precisin yRepetitividad Prueba del Robot

    Construccin del

    Robot

    Programacin delRobot

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    UNIDAD 1: INTRODUCCIN A LA ROBTICA

    PRESENTACIN DE LA UNIDAD

    La unidad uno del Mdulo Robtica Bsica trata los conceptos bsicos eintroductorios que permitirn comprender esta temtica, tales como: losantecedentes de la robtica para saber cmo fue surgiendo a travs del tiempo,los conceptos de robot, robtica y automatizacin, las leyes de la robtica y lamorfologa de un robot, que nos permite saber cmo est constituido un robot yqu funcin cumple cada una de sus partes.

    PROBLEMA

    Cmo apropiarse de los conceptos bsicos de la robtica para poder comprendercmo funciona, as como la estructura de un prototipo?

    COMPETENCIAS

    Se apropia de los antecedentes y conceptos bsicos de la robtica con elfin de comprender cmo funciona.

    Reconoce la funcionalidad de cada estructura que conforma un robot paracomprender su morfologa.

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    ACCIONES PARA CONSTRUIR EL CONOCIMIENTO

    ATRVETE A OPINAR (Trabajo Individual)

    Esta actividad est relacionada con el proceso de exploracin de conocimientosprevios, por ello es conveniente que:

    1. Antes de abordar la lectura de la unidad 1, exprese con sus palabras quentiende por: Robot, Robtica y Automatizacin.

    2. Mencione eventos importantes o trascendentales que conozca sobre larobtica

    3. Qu partes cree usted que componen un robot?

    TRABAJO EN GRUPO

    1. Discuta con sus compaeros las respuestas de la seccin atrvete aopinar.

    2. Lean la unidad uno del mdulo y reelaboren las respuestas de la seccin

    atrvete a opinar.

    3. Compare los conceptos previos que usted respondi con los que acaba deelaborar. Qu opinin merece?

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    INTRODUCCIN A LA ROBTICA

    1.1 Antecedentes

    Ruiz del Solar y Salazar hacen un recuento de los hechos histricos msrelevantes durante la historia de la robtica, los cuales se muestran a continuacinen orden cronolgico:

    mid-1700 s: J. de Vaucason construy varias muecas mecnicas detamao humano que tocaban msica.

    1801: J. Jacquard invent el telar Jacquard, una mquina programable paratejer e hilar o estampar en ropa

    1805: H. Maillardet construyo una mueca mecnica capaz de dibujarcuadros. 1921: introduccin del trmino robot por el checo Karel Capek. 1942: La palabra robtica es usada por primera vez por el cientfico y

    escritor de ciencia ficcin Isaac Asimov; quienpropuso las llamadas leyesde la robtica.

    1946: G.C. Devol (Inventor americano) desarroll un controlador que puedegrabar magnticamente seales elctricas y tocarlas de nuevo para operaruna mquina mecnica, patentado en U.S. en 1952.

    1951: Desarrollo en tele-operaciones (manipuladores por control remoto)para manejar materiales radioactivos.

    Patentes U.S. publico a Goertz (1954) y a Bergsland (1958). 1952: Prototipo de mquina de control numrico demostrada en el MIT

    despus de algunos aos de desarrollo. Parte del lenguaje de programacin llamado APT (Automatically

    Programmed Tooling). Posteriormente desarrollada y lanzada en 1961. 1954: Inventor Britanico C.W. Kenward aplic por patentar el diseo del

    robot. Patente Britnica publicada en 1957. 1954: G.C. Devol desarroll diseo para transferir artculos programados.

    Patente U.S. publicada 1961. 1959: Primer robot comercial introducido por Planet Corporation. Fue

    controlado por schitches en lmites. 1960: Primer Unimate robot introducido, basado en transferir artculos

    programados de Devol. Utiliz principios de control numrico para elcontrol del manipulador y fue un robot manejado hidrulicamente.

    1961: Robot Unimate fue instalado en la compaa de motores Ford paraservir en una mquina de fundicin.

    1966: Trallfa, una empresa Noruega, construyo e instal un robot que pinta. 1968 Un robot mvil llamado Shakey desarrollado en SRI (Stanford

    Research Institute). Fue equipado con una variedad de sensores,

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    incluyendo una cmara y sensores de tacto, y se puede mover sobre elpiso.

    1971: El Stanford Arm, un pequeo brazo robtico alimentadoelctricamente, desarrollado en la universidad de Stanford.

    1973: El primer robot tipo computadora con lenguaje de programacin,

    desarrollada en SRI para investigacin llamada WAVE. Sigui para ellenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes fueron posteriormentedesarrollados en un lenguaje comercial VAL para Unimation por VictorScheinman y Bruce Sinamo.

    1974: ASEA introdujo todo el control elctrico del robot IRb6 1974: Kawasaki, bajo la licencia de Unimation instal un soldador al arco

    para las ventanas de motocicletas. 1974: Cincinnati Milacron introdujo el robot T 3 con control computacional. 1975: El Robot Olivetti Sigma se us en operaciones de ensamblaje una

    de las primeras operaciones de ensamblaje de los robots. 1976: Remote Center Complanse (RCC) dispositivos para partes de

    insercin en ensamblaje desarrollado en el Laboratorio de Charles StaraDraper en U.S. 1978: PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly) robot

    introducido por Unimation, basado en diseos desde un estudio de laGeneral Motors.

    1978: Cincinnati Milacron adapt el robot T 3 y lo program para realizarperforaciones y operaciones de rutina en componentes de aviones, bajo elpatrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer-Aided Manufacturing).

    1979: Desarrollo del robot prototipo SCARA (Selective Complanse ArmRobotic Assembly) en la Universidad de Yamanashi (en Japn) para tareasde ensamblaje. Algunos robots SCARA fueron introducidos en 1981.

    1980: Sistema robtico Bin-picking mostrado en la Universidad de RhodeIsland. Utilizando machine vision, el sistema era capaz de escoger partesen orientaciones aleatorias y colocarlas fuera de la caja.

    1981: Un Direct-drive-robot desarrollado en la Universidad Carnegie-Mellon. Utilizaba motores elctricos localizados en las articulaciones sin elusual mecanismo de trasmisin por encademaniento utilizado en la mayorade los robots.

    1982: IBM introduce el robot RS-1 para ensamblaje, basado en varios delos desarrollos internos. Es un robot en marco de caja, que utiliza brazo queconsiste en tres lados ortogonales. El lenguaje del robot es AML,desarrollado por IBM, tambin introducido para programar el RS-1.

    1983: Se pblica informe de investigacin en Westinghouse Corp. Bajo elpatrocinio de la Fundacin de Ciencia Nacional en sistemas de ensamblajeprogramable y adaptable (APAS), un proyecto piloto para utilizar robots delneas de ensamblaje automatizado y flexible.

    1984: Varios sistemas de off-line mostrado en Robot 8. Las operacionestpicas de estos sistemas permitan programas del robot para serdesarrollados utilizando grficos interactivos en un computador personal yluego eran descargados en el robot.

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    1989: Genghis, el primer robot andante, es desarrollado en elMassachusetts Institute of Technology (EE:UU).

    1999: Sony Lanza el Perro mascota Robtico AIBO. 2000: Honda desarrolla un robot humanoide denominado ASIMO, se trata

    de un terminal capaz de moverse, interactuar con los seres humanos y

    ayudarles. 2011: Honda mostr a ASIMO totalmente renovado con la nueva tecnologa

    de control de comportamiento autnomo. Mayor autonoma, inteligenciamejorada y la habilidad fsica de adaptarse a las situaciones.

    En general, la historia de la robtica puede ser clasificada segn Cancel (1984)en cinco generaciones. Las dos primeras, ya alcanzadas en los ochenta, secentraron en la gestin de tareas repetitivas con autonoma muy limitada. Latercera generacin impuls la visin artificial, en lo cual se ha avanzado muchoen los ochenta y noventa. La cuarta incluye movilidad avanzada en exteriores einteriores y la quinta entrara en el dominio de la inteligencia artificial en lo cualse est trabajando actualmente.

    1.2 Qu es un Robot?

    Hidalgo y Martnez (2009) hacen la siguiente definicin de robot: Un robot esun dispositivo electrnico-mecnico, con capacidad de movimiento y accin,con cierto grado de autonoma, que desempea tareas en forma automtica yque exhiben inteligencia computacional y es programable.

    Un robot es una mquina automtica o autnoma que posee cierto grado de

    inteligencia, capaz de percibir su entorno y de imitar determinadoscomportamientos del ser humano.

    Los robots son utilizados en muchos ambientes y para ejecutar un sin nmerode tareas, podemos citar como ejemplo; los brazos robticos de la industriaautomotriz utilizados para ensamblar las piezas de los autos, los robotsespaciales utilizados para explorar la superficie de otros planetas, los robotsque realizan tareas domsticas como aspirar, y los llamados androides queson robots capaces de imitar la morfologa, el comportamiento y el movimientode los seres humanos; entre otros.

    Los robots se utilizan con mayor frecuencia para desempear laboresriesgosas o que requieren de una fuerza, velocidad o precisin que est fuerade nuestro alcance. Tambin existen robots cuya finalidad es social o ldica.

    Un aspecto importante dentro del concepto de Robot es saber de qu maneratrabaja; de acuerdo a Glvez un robot trabaja realizando tres etapas, que semuestran a continuacin en la figura 1.

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    Figura 1: Cmo trabaja un Robot? [Glvez]

    1.3 Qu es la Robtica?

    Ruiz del Solar y Salazar definen la robtica como Es una disciplina que combinatodas aquellas actividades relacionados con el estudio, diseo, construccin,operacin y mantencin de robots. Es un campo de trabajo que combinadiferentes disciplinas como Ingeniera Elctrica, Ingeniera Electrnica, IngenieraMecnica, Ciencias de la Computacin, Matemticas, Fsica, Biologa,Neurociencias, entre otras.

    De esta definicin podemos llegar a concluir que la robtica es un reainterdisciplinaria que estudia el diseo e implementacin de Robots.

    En la figura 2 se muestra grficamente a que nos referimos al decir que es un reainterdisciplinaria; que en otras palabras se refiere a que es el resultado de lainteraccin de varias disciplinas.

    Figura 2

    1.4 Automatizacin y robtica

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    La automatizacin es la aplicacin de sistemas automticos a un proceso, lossistemas automticos son aquellos que permiten la ejecucin de una tarea sinintervencin manual.

    La figura 3 muestra grficamente como ha sido la evolucin de los sistemas

    automticos:

    Figura 3: Evolucin de sistemas automticos [Glvez, 2013]

    La robtica es una ciencia que se apoya en la automatizacin,ya que los robotspueden realizar tareas sin intervencin manual, por lo que se usan en la industria yotras reas para la automatizacin de procesos.

    1.5 Las Leyes de la Robtica

    Isaac Asimov (1945) cre las llamadas leyes de la robtica, que mencionamos acontinuacin:

    1. Un robot no puede perjudicar a un ser humano, ni con su inaccin permitir queun ser humano sufra dao.2. Un robot ha de obedecer las rdenes recibidas de un ser humano, excepto sitales rdenes entran en conflicto con la primera ley.3. Un robot debe proteger su propia existencia mientras tal proteccin no entre enconflicto con la primera o segunda ley.

    ACTIVIDAD:

    1. Realice un dibujo para explicar los conceptos aprendidos hasta el momento.

    2. Expngalo a sus compaeros y docente.

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    1.6 MORFOLOGA DEL ROBOT

    La morfologa de un robot nos indica cmo est constituido, en este captuloestudiaremos la estructura bsica de un robot de acuerdo a como lo plantean Ruizdel Solar y Salazar:

    1.6.1 Estructura interna de un robot

    Un robot est formado por:

    1. Estructura mecnica2. Sistema de control (sistema nervioso)3. Sensores4. Efectores y actuadores5. Sistema de locomocin/manipulacin

    1.6.2 Estructura mecnica: Es el conjunto de elementos rgidos relacionados einterdependientes entre s, que constituyen el cuerpo del robot. Normalmente estaserie de elementos o eslabones estn unidos mediante articulaciones quepermiten un movimiento relativo entre cada dos eslabones consecutivos. Existenvarios tipos de articulaciones. En la figura 4 se muestra los tipos de articulacionesusadas en las estructuras mecnicas.

    Figura 4. Tipos de articulaciones

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    1.6.3 Sistema de cont rol

    La funcin de este sistema es controlar las acciones que ejecuta el robot,de talforma que pueda cumplir con la tarea que le ha sido asignada y tomando enconsideracin la informacin del medio ambiente. En la figura 5 se representa esteconcepto.

    Figura 5. Sistema de control de un robotEl sistema de control de un robot puede compararse con el sistema nervioso enlos animales y su complejidad puede variar de acuerdo al tipo de robot, tal y comolo hace en los animales. Estos sistemas de control pueden ser en orden crecientede complejidad; Secuenciadores, Sistemas Lgicos Neumticos, SecuenciadoresElectrnicos y Microcontroladores.

    La unidad de control de un robot cumple 3 funciones bsicas:

    Permite iniciar y finalizar el movimiento de los componentes individuales delrobot en una secuencia de puntos especificados.

    Permite almacenar en su memoria datos acerca de la posicin y secuenciade movimientos

    Permite al robot interactuar con el entorno por medio de sensores.

    Las acciones a desarrollar por un robot son inducidas por la informacin que estecapta del medio ambiente a travs de los sensores, pero considerando el estadointerno del robot y la tarea a realizar. Para desarrollar las diferentes acciones losrobots pueden utilizar diferentes estrategias de control dentro de las que tenemos:

    Control Reactivo: En este caso no hay procesamiento de la informacin para latoma de decisiones, solo se sigue la respuesta a un estmulo para reaccionar (nopiense, reaccione), no hay memoria, es rpido y reactivo, no planifica ni aprende;solo sensa y acta.

    Control Deliberativo: Sigue el modelo clsico sensar, planificar y actuar; paraplanear requiere bsqueda, la cual es lenta. Piensa instantneamente y luegoacta.

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    Por ejemplo, en ambientes muy dinmicos, es probable que deseemos sensoresque puedan captar rpidamente la informacin, aunque perdamos precisin. Siesto no fuera as, la informacin recibida no sera til, porque representara unestado antiguo que, con seguridad, ha sido modificado por el alto dinamismo delambiente. Un ejemplo de esto es el ftbol de robots.

    En otros casos, necesitamos la mayor precisin posible por la operacin querealizamos y para lograrlo, tendremos que utilizar sensores de mayor fiabilidad,aunque su tiempo de respuesta sea bajo. En realidad, cuando construimos unrobot, siempre luchamos con esta dualidad (y, seguramente, con muchas variablesms). Es por eso que la eleccin de los sensores que utilicemos estardeterminada por la tarea que vayamos a realizar y sus requerimientos particulares.

    En conclusin,podemos definir a los sensores como dispositivos que nos permitenmedir alguna caracterstica del ambiente, como la temperatura, la distancia, laposicin, el sonido, la intensidad de la luz, los colores, la altitud, la velocidad, larotacin, etctera. Lamentablemente, en la realidad no existe el sensor perfecto, ypor lo tanto debemos completar y corregir la informacin con la utilizacin dealgoritmos de correccin y redundancia de sensores.

    Otro aspecto importante para tener en cuenta es que, segn el tipo de controladorque utilicemos para nuestro robot, deberemos disear circuitos intermedios entreel sensor y el controlador, con el fin de convertir la seal del sensor en un valorinterpretable por nuestro procesador. Por lo tanto, aunque podamos utilizar unmismo sensor para diferentes plataformas de controladores, con seguridadtendremos que disear estas interfaces en forma dedicada para cada procesador.

    1.6.4.1. Clasificacin de los sensores:El tipo de sensores a utilizar depender de la de propiedad fsica que necesita sersensada. La tabla 1 muestra ejemplos de tipos de sensores de acuerdo a lo quemiden.

    Los sensores pueden clasificarse de tres maneras distintas:

    Por el tipo de seal que utilizan para su alimentacin podemos dividir a lossensores en dos grandes grupos: analgicos y digitales.Los analgicos entregan un valor (por ejemplo, una tensin) dentro de undeterminado rango continuo. Un ejemplo de este tipo es una fotorresistencia, quemide la intensidad de la luz, y que podemos adaptar para que entregue un valor de0 a 5 Voltios.

    Los sensores digitales entregan una seal discreta dentro de un conjunto posiblede valores. Es decir, este conjunto de valores se modifica de un rango a otro porsaltos discretos y no continuos. Un ejemplo clsico es el sensor de toque, quedevuelve valor 1 ( 0 Voltios) si est apretado y 0 ( 5 Voltios) si no es as.No importa si el sensor que se utiliza es analgico, finalmente, en la lectura delcontrolador, obtendremos un valor discreto. Es decir, se realizar una conversin

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    analgico/digital dentro del controlador o en la interfaz que construyamos para laadaptacin del sensor al controlador.

    De acuerdo al tipo de percepcin que puede tener un robot es posible clasificarlosen internos y externos. Los internos o de propiopercepcin sensan estados

    internos; son aquellos que nos brindan informacin del propio robot, como lavelocidad, la rotacin, la posicin, la altura, tensin de los msculos, etctera; entanto que los externos o de exteropercepcin sensan estados externos; son losque proporcionan datos del ambiente, como las distancias, la temperatura, lapresin, etctera. En otras palabras los sensores externos informan a la unidad decontrol acerca del entorno del robot y de la posicin del robot relativa al entorno.

    Por ltimo, tambin podemos dividir los sensores en pasivos y activos. Lossensores pasivos solo captan la informacin del medio ambiente, por ejemplo unsensor de temperatura que solo mide la temperatura de su entorno. Los activosson los que necesitan enviar una seal hacia el ambiente para luego recibir elrebote de esa seal y, de esta manera, interpretar el estado del mundo que lorodea. Un ejemplo clsico de este tipo de sensor es el ultrasnico, que enva unaseal sonora que, al rebotar con un objeto, vuelve al robot, y al calcular el tiempode demora, puede interpretar la distancia al objeto; otro ejemplo puede ser unacmara de video puede ser activa si posee la capacidad para moverse yactivamente buscar objetos en su medio ambiente (ej. nuestros ojos). Porsupuesto que los sensores activos necesitan mucha ms electrnica para sufuncionamiento, pero la informacin que nos brindan es mucho ms rica que laque nos ofrecen los sensores pasivos.

    1.6.4.2. Tipos de Sensores:

    Los tipos de sensores que existen es muy variada y enorme a continuacinlistamos los ms utilizados en la robtica de bajo costo.

    Sensores de interrupcin: simplemente, detectan si pasa corriente o no. Seutilizan como sensores de choque o contadores de eventos (vueltas de unarueda, por ejemplo).

    Sensores de posicin: determinan la posicin del robot. Un sensor de estetipo puede ser un potencimetro que cambia su valor por la rotacin de lasruedas; u pticos, como los que se usan en un mouse tradicional, quecuentan la cantidad de veces que recibe seal el sensor ptico de unaruedita que tiene ventanitas cada determinado ngulo.

    Sensores de efecto hall: estos sensores utilizan una propiedad de losimanes, que modifican su conductividad cuando encuentran un objetometlico.

    Sensores de luz o brillo: detectan la cantidad de luz que reciben. Segn eltipo de sensor utilizado, por este mecanismo podemos detectar diferenciasentre los colores, si stos no son brillantes.

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    Los display muestran el valor de los sensores variables entre otrosaspectos. Los buzzers permiten emitir sonidos y enterarnos de lo quesucede. Los actuadores neumticos o cilindros neumticos tienen airecomprimido con el cual se mueve el actuador. Los actuadores hidrulicos ocilindros hidrulicos utilizan un fluido presurizado (generalmente aceite),

    para permitir el movimiento. Los msculos de alambre son, como sunombre lo indica, alambres que cambian su longitud cuando se calientan, loque se puede lograr al pasar corriente elctrica por ellos; y de esta formaconseguir el movimiento del robot.Sin embargo, pondremos nuestro foco de atencin en los motores, dadoque definen en gran medida la capacidad de desplazamiento, los grados delibertad y otros aspectos vinculados al movimiento del robot.Por definicin, el motor elctrico es un dispositivo electromotriz, es decir,que convierte la energa elctrica en energa motriz. Todos los motoresdisponen de un eje de salida para acoplar un engranaje, una rueda, unapolea o cualquier mecanismo capaz de transmitir el movimiento creado porel motor.

    En la actualidad, existen diferentes tipos de motores, que describiremos acontinuacin:

    Motores de corriente continua (CC): Son los motores ms comunes yque casi todos conocemos. En general, los encontramos en cualquiertipo de juguete (un buen lugar donde ir a buscarlos!). Elfuncionamiento del motor se basa en la accin de camposmagnticos opuestos que hacen girar el rotor (eje interno) endireccin opuesta al estator(imn externo o bobina). De este modo,si sujetamos la cubierta del motor por medio de soportes o bridas, elrotor con el eje de salida ser lo nico que girar. Para cambiar ladireccin de giro en un motor de corriente continua, tan slodebemos invertir la polaridad de su alimentacin elctrica.Un detalle importante es que, casi siempre, se utilizan acompaadosde un sistema de engranajes que reducen la velocidad yproporcionan mayor fuerza, dado que este tipo de motores carece deesta cualidad. Es conveniente conseguir el conjunto completo porquelas adaptaciones son complicadas y pocas veces se obtienen muybuenos resultados.

    Motores paso a paso (PAP): Un motor paso a paso se diferencia deuno convencional porque puede ubicar su eje en posiciones fijas opasos, con lo cual es capaz de mantener la posicin. Estapeculiaridad se debe a la construccin del motor en s: por un lado,tiene el rotor constituido por un imn permanente, y por el otro, elestator construido por bobinas. Al alimentar alguna de esas bobinas,se atrae el polo magntico del rotor opuesto al polo generado por labobina, y ste permanece en esta posicin hasta que la bobina dejede generar el campo magntico y se acti- ve otra bobina, lo cual hace

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    avanzar o retroceder al rotor. De esta manera, al variar los camposmagnticos en torno al eje del motor, se logra que gire. Los motoresPAP pueden ser de dos tipos:

    o Bipolar: lleva dos bobinados independientes. Para controlarlose necesita invertir la polaridad de cada una de las bobinas en

    la secuencia adecuada.o Unipolar: dispone, normalmente, de 5 6 cables,dependiendo de si el comn est unido en forma interna o no.Para controlar este tipo de motores existen tres mtodos consus correspondientes secuencias de encendido de bobinas. Elcomn ir conectado a +VCC o masa segn el circuito decontrol usado y, luego, slo tendremos que alimentar la bobinacorrecta para que el motor avance o retroceda segnavancemos o retrocedamos en la secuencia. Estos motoresson muy utilizados en disqueteras, lectoras de CD eimpresoras.

    Servomotores: El servo es un pequeo pero potente dispositivo quedispone en su interior de un pequeo motor con un reductor develocidad y un multiplicador de fuerza. Tambin cuenta con unpequeo circuito elctrico encargado de gobernar el sistema. Elrecorrido del eje de salida es de 180 en la mayora de ellos, pero sepuede modificar con facilidad para tener un recorrido libre de 360 y,entonces, actuar como un motor comn. El control de posicin loefecta el servo en forma interna mediante un potencimetro que vaconectado en forma mecnica al eje de salida. ste controla un PWM(Pulse Width Moduler, modulador de anchura de pulsos) interno paracompararlo con la entrada PWM externa del servo, mediante unsistema diferencial y as, modificar la posicin del eje de salida hastaque los valores se igualen y el servo se detenga en la posicinindicada. En esta posicin, el motor del servo deja de consumircorriente y slo circula una pequea cantidad hasta el circuitointerno. Si en ese momento forzamos el servo (al mover el eje desalida con la mano), el control diferencial interno lo detecta y mandala corriente necesaria al motor para corregir la posicin.Para controlar un servo, tenemos que aplicar un pulso de duracin yuna frecuencia especficos. Todos los servos disponen de trescables: dos para la alimentacin y uno para aplicar el tren de pulsosde control que harn que el circuito de control diferencial internoponga el servo en la posicin indicada por la anchura del pulso.Los servomotores son una muy buena alternativa, ya que traenintegrado un sistema reductor que nos ahorrar dolores de cabeza ala hora de buscar fuerza. La desventaja para algunas aplicaciones esque, en general, son lentos. Se utilizan mucho en los automviles yaviones radiocontrolados, principalmente para accionar elmecanismo que les da la direccin.

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    1.6.6 Sistema de Locomocin/Manipulacin

    Los robots pueden tener un sistema de locomocin y/o manipulacin. El sistemade locomocin permite que el robot se mueva. El sistema de manipulacin permiteque el robot pueda mover o alcanzar objetos que estn cerca de l.

    Locomocin: Las tareas de locomocin que normalmente realiza un robotson llegar a una posicin determinada y seguir una trayectoria determinada,que resulta ms complicado. Para lograr la locomocin los robots puedenutilizar diferentes tipos de efectores como son:

    o Piernas/patas (para caminar, gatear, trepar, saltar, rebotar)o Ruedas (para rodar) Brazos (para trepar, gatear, colgar)o Aletas (para nadar).

    A pesar de que la mayor parte de los animales utiliza piernas paradesplazarse, la locomocin en basada piernas es mucho ms complicadaque la basada en ruedas. Esto principalmente debido a problemas deestabilidad.Existen dos tipos de estabilidad: esttica y dinmica. La estabilidad estticaimplica que el robot puede estar parado sin caerse, la estabilidad dinmicaimplica que el robot posea estabilidad esttica al moverse (ej. saltar en unpie, equilibrar una escoba invertida en la palma de la mano).

    Manipulacin: El objetivo de un manipulador robtico es mover parte de sucuerpo de tal forma que uno de sus efectores (ej. mano, dedo, pinza)alcance una posicin y una orientacin dada en el espacio. Esto con elobjetivo de tomar o tocar algn objeto.Los manipuladores robticos constan de una serie de partes rgidas, queestn unidas entre s por medio de articulaciones formando una cadena,esta cadena comienza con una base de apoyo generalmente fija y terminapor su otro extremo, mvil y libre, que es donde se le acopla la herramientade trabajo al robot.Las articulaciones permiten que entre las partes que unen (tambinllamadas ejes), se pueda producir un movimiento de desplazamiento, degiro o una combinacin de ambos. Hay varios tipos de articulaciones, lasdos que ms emplean los robots, son la prismtica (P) y la de rotacin (R);ambas permiten un solo Grado De Libertad (GDL), o movimientoindependiente entre las partes que unen. La prismtica permite nicamenteun movimiento relativo de desplazamiento o traslacin en una sola direccino eje; la de rotacin permite nicamente un movimiento relativo de giroalrededor de un solo eje; por este motivo, podemos decir en general que elnmero de GDL en un robot es igual al nmero de sus articulaciones o alnmero de ejes.

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    Los manipuladores robticos ms comunes son los brazos robticos; estosposeen articulaciones; como ya mencionamos las articulaciones permitenconectar partes de los manipuladores. A modo de ejemplo en el casohumano tenemos la mueca, el codo, la rodilla, etc. En los robots los tiposde uniones ms comunes son: la rotacional que permite la rotacin

    alrededor de un eje fijo y la prismtica que permite el movimiento lineal.La manipulacin robtica es una tarea bastante complicada, dado que paraalcanzar un objeto dado en el espacio, el robot debe poseer mecanismosde control de las uniones que permitan mover la parte del manipulador quealcanzar dicho objeto, respetando las leyes fsicas de la cinemtica y ladinmica.

    1.6.7 Comparacin de un robot con una computadora

    Las computadoras poseen unidades que se encargan de cumplir funcionesespecficas. En la arquitectura de cualquier computadora, podemos encontrar lassiguientes unidades que la componen:

    Unidades de procesamiento: es el conjunto de dispositivos que se encargande realizar la transformacin de los datos de entrada para obtener los datosde salida.

    Unidades de entrada: son las unidades que permiten realizar el ingreso deinformacin para su posterior procesamiento.

    Unidades de salida: son las unidades que se ocupan de comunicarle losresultados del procesamiento al usuario u operador.

    En un robot podemos encontrar la misma arquitectura. A las unidades de entradade un robot las llamamos sensores, que pueden ser externos, como un sensor detacto, o internos, como un encoder que permite determinar la distancia recorridapor una rueda. A las unidades de salida se las conoce como actuadores. Aqupodemos mencionar leds de sealizacin, buzzers, motores, displays, etctera. Ensntesis, el robot recibe informacin del ambiente mediante sus sensores, procesala informacin con su unidad de procesamiento y realiza sus acciones al movermotores y encender luces y buzzers.

    Uno de los problemas ms apasionantes de la robtica es el equilibrio que esnecesario obtener entre las tres unidades, para lograr que el robot cumpla con suobjetivo. Por ejemplo, los sensores ms sofisticados o que entregan mayorcantidad de datos, como puede ser una cmara de video, exigen de parte delprocesador un mayor tiempo de trabajo para poder obtener un conjunto deinformacin que resulte significativo. De la misma manera, el control de losactuadores sofisticados, como cierto tipo de motores, consume tiempo deprocesamiento que es absolutamente necesario para que el robot opere en tiemporeal. En conclusin, es imprescindible lograr el equilibrio entre velocidad yprecisin, en especial en aquellos robots que operan en entornos muy dinmicos.Es por eso que, habitualmente, se utilizan ciertos procesadores especficos para el

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    filtrado de la informacin de entrada y para el control de los actuadores, y as selibera de esta tarea al procesador central y se complementa su funcin.

    ACTIVIDAD:

    1. Realice la lectura a continuacin tomada de Wikipedia acerca de Curiosity,el robot enviado a Marte para una misin espacial.

    2. Despus de realizar la lectura, identifique los componentes de la estructurainterna de Rover Curiosity.

    Curiosity [Wikipedia]

    El robotCuriosity parti haciaMarte,donde tiene la misin de encontrar rastros de

    vida. El equipo de lanzamiento de laAgencia Espacial deEstados Unidos (NASA,por su sigla en ingls), lanz el cohete United Launch AllianceAtlas Vcon elrobot Curiosity, definido como Mars Science Laboratory de la NASA (MSL), quedespeg de Cabo Caaveral en el sur de la Florida, desde el Complejo Espacialde Lanzamiento 41.

    De esta forma, y con la Luna como parte del pasado, la NASA se prepara paraexplorar Marte.

    La agencia espacial eligi un crter en Marte para enviar al robot exploradorllamado Curiosity, que es tan grande como un automvil y est tan equipado comoun laboratorio.

    El vehculo de exploracin lleva consigo un laboratorio y en agosto de 2012descender sobre la superficie del planeta rojo para buscar signos de vida,anunci la agencia espacial estadounidense.

    El Curiosity, que cost 2.500 millones dedlares,est montado sobre seis ruedas,es del tamao de un coche, cuenta con 17 cmaras, un brazo robtico, un lser yun taladro. Su primera prueba ser elcrter Gale.

    "Los cientficos eligieron Gale para seguir con sus ambiciosos objetivos en elmarco de esta nueva misin con la ayuda de un rover", anunci Jim Green,director de la divisin de la Nasa encargada del estudio de planetas, con sede

    en Washington D. C.. "El sitio ofrece un paisaje visualmente espectacular perotambin un gran potencial de descubrimientos cientficos importantes", agreg.

    Los investigadores no esperan que el rover Curiosity -tambin bautizado MarsScience Laboratory (MSL)- descubra seres vivos sino signos que demuestren queen las profundidades de ese sitio existi vida microbiana y agua.

    La misin del explorador durar un ao marciano, el equivalente a dos aosterrestres.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosityhttp://es.wikinews.org/wiki/Martehttp://es.wikinews.org/wiki/NASAhttp://es.wikinews.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Atlas_Vhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atlas_Vhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikinews.org/wiki/D%C3%B3larhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gale_(cr%C3%A1ter)http://es.wikinews.org/wiki/Washington_D._C.http://es.wikinews.org/wiki/Washington_D._C.http://es.wikipedia.org/wiki/Gale_(cr%C3%A1ter)http://es.wikinews.org/wiki/D%C3%B3larhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atlas_Vhttp://es.wikinews.org/wiki/Estados_Unidoshttp://es.wikinews.org/wiki/NASAhttp://es.wikinews.org/wiki/Martehttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity
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    Especificaciones

    Diagrama esquemtico del robotrover con sus componentes.

    Se esperaba que el vehculorovertuviera un peso de 899kilogramos incluyendo80 kilogramos en instrumentos y equipo de anlisis cientfico, en comparacin a

    los usados en la Mars Exploration Rover cuyo peso es de 185 kg, incluyendo 5 kgde equipo en instrumental cientfico. Con una longitud de 2,7 m la misin MSL sercapaz de superar obstculos de una altura de 75cm y lavelocidad mxima dedesplazamiento sobre terreno est estimada en 90 metros/hora con navegacinautomtica, sin embargo se espera que lavelocidadpromedio de desplazamientosea de 30 metros/hora considerando variables como dificultad del terreno,deslizamiento y visibilidad. Las expectativas contemplan que el vehculo recorra unmnimo de 19km durante dos aos terrestres.

    Fuente de energa

    El Mars Science Laboratory utiliza un "Generador termoelctrico de radioistopos"

    (RTG) fabricado porBoeing; este generador consiste en una cpsula quecontieneradioistopos deplutonio-238 y el calor generado por este es convertidoenelectricidad por medio de untermopar,8produciendo as 2.5kilovatios-hora porda.9Aunque la misin est programada para durar aproximadamente dos aos, elgenerador RTG tendr una vida mnima de catorce aos.

    Carga til de instrumentos propuesta

    Se han elegido 12 instrumentos para el desarrollo de la misin:

    Cmaras (MastCam, MAHLI, MARDI, Hazcams, Navcams)[editar]

    Todas las cmaras han sido desarrolladas por Malin Space Science Systems;todas comparten un diseo comn en cuanto a componentes tales comodispositivos para el procesamiento instantneo de imgenes, y sensoresCCD de1600 X 1200

    MastCam: Este sistema proporciona imgenes en mltiples espectros y encolor real a travs de cmaras con visin estereoscpica (tridimensional). Lastomas en color real son de 1200 x 1200pixeles y a una velocidad de 10

    http://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Cmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_termoel%C3%A9ctrico_de_radiois%C3%B3toposhttp://es.wikipedia.org/wiki/Boeinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo%23Radiois.C3.B3topohttp://es.wikipedia.org/wiki/Plutoniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Termoparhttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Kilovatio-horahttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-MSLUSAToday-9http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-MSLUSAToday-9http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-MSLUSAToday-9http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Curiosity&action=edit&section=5http://es.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_devicehttp://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%ADxelhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mars_Science_Laboratory_drawing.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%ADxelhttp://es.wikipedia.org/wiki/Charge-coupled_devicehttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Curiosity&action=edit&section=5http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-MSLUSAToday-9http://es.wikipedia.org/wiki/Kilovatio-horahttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-8http://es.wikipedia.org/wiki/Termoparhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electricidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Plutoniohttp://es.wikipedia.org/wiki/Is%C3%B3topo%23Radiois.C3.B3topohttp://es.wikipedia.org/wiki/Boeinghttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_termoel%C3%A9ctrico_de_radiois%C3%B3toposhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Velocidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cmhttp://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mars_Science_Laboratory_drawing.jpg
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    cuadros por segundo, en un formato de video dealta definicin de 1280 x 720.Encontraste con lacmara panormica usada en la misin MER la cual solopuede generar imgenes de 1024 x 1024 en blanco y negro. La rueda conlosfiltros,diseada para la toma de imgenes en distintosespectros,usada enla misin MER, tambin ser utilizada en la MastCam.

    Mars Hand Lens Imager (MAHLI): Este sistema consiste en una cmaramontada en un brazo robtico del rover, y se usar para obtener tomasmicroscpicas de las rocas y suelo marciano, del mismo modo que el MI usadoen la MER, aunque a diferencia de este, ser capaz de tomar imgenes encolor verdadero de 1600 x 1200 pixeles y con una resolucin de 12.5micrmetros por pixel. MAHLI tiene iluminacin a base de leds en luz blanca yultravioleta para la toma de imgenes en la oscuridad o fluorescentes. MAHLItiene enfoque mecnico en un rango de infinito a distancias milimtricas.

    MSL Mars Descent Imager (MARDI): Durante el descenso a la superficie

    marciana MARDI ser capaz de lograr tomas de imgenes en color de 1600 x1200 pixeles comenzando a una distancia de 3.7 kilmetros hasta los 5 metrosde altura respecto del suelo. El manejo de imgenes a travs de MARDIpermitir hacer un mapeo del terreno circundante y del sitio de aterrizaje. El 16de septiembre del 2007 la NASA anunci que MARDI no sera incluido en lamisin debido a problemas de fondos econmicos.10MARDI fuesubsecuentemente reafirmado, despus de que la Malin Space ScienceSystemsacept que no habra costos adicionales a la NASA para suinclusin.11MARDI tomar imgenes a razn de 5 cuadros por segundodurante cerca de 2 minutos, en el descenso.12

    Hazard Avoidance Cameras (Hazcams): En el MSL se utilizarn cuatropares de cmaras de navegacin en blanco y negro situadas en la partedelantera, izquierda, derecha y trasera del vehculo. Las cmaras de evasinde riesgos (tambin llamado Hazcams) se utilizan para la prevencin deriesgos en las unidades delrovery para la colocacin segura del brazorobtico en las rocas y en los suelos. Las cmaras se utilizan para captar laluzvisible en tres dimensiones (3-D) de las imgenes. Las cmaras tienen unos120grados de campo de visin y un mapa del terreno de hasta10pies (3metros) en frente del vehculo. Estas imgenes de salvaguardasirven para que el vehculo no choque inadvertidamente contra obstculos

    inesperados, y trabaja en conjunto con elsoftware que permite que el roversedesplace con seguridad.

    Navigation Cameras (Navcams): El MSL utiliza dos pares de cmaras denavegacin en blanco y negro montadas sobre el mstil de apoyo para lanavegacin del suelo. Las cmaras se utilizan para captar la luz visible en tresdimensiones (3-D) de imgenes. Las cmaras tienen unos 45 grados decampo de visin.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Alta_definici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Contrastehttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_panor%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_fotogr%C3%A1ficohttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SepMemo-10http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SepMemo-10http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SepMemo-10http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-NovEmail-11http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-NovEmail-11http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-NovEmail-11http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-12http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-12http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-12http://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/3-Dhttp://es.wikipedia.org/wiki/Grado_sexagesimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Pie_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Softwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Softwarehttp://es.wikipedia.org/wiki/Metrohttp://es.wikipedia.org/wiki/Pie_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Grado_sexagesimalhttp://es.wikipedia.org/wiki/3-Dhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mars_Exploration_Roverhttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-12http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-NovEmail-11http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SepMemo-10http://es.wikipedia.org/wiki/Espectro_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_fotogr%C3%A1ficohttp://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_panor%C3%A1micahttp://es.wikipedia.org/wiki/Contrastehttp://es.wikipedia.org/wiki/Alta_definici%C3%B3n
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    Espectrmetros

    ChemCam:ChemCam es un sistema deespectroscopia de colapsoinducida por rayolser (LIBS -siglas en ingls), el cual puede apuntar a una

    roca a una distancia de 13 metros, vaporizando una pequea cantidad de losminerales subyacentes en ella y recogiendo el espectro de luz emitida por laroca vaporizada usando una cmara con una resolucin angular de80microradianes.Est siendo desarrollada por elLaboratorio Nacional de Loslamos y el laboratorio francs CESR (a cargo del rayo lser). Utiliza un rayolser infrarrojo con una longitud de onda de 1067 nanmetros y un pulso de 5nanosegundos, que enfocar en un punto de 1 GW/cm2, depositando30mJ (milijulios) de energa. La deteccin se lograr entre los 240 y los 800nanmetros.131415En octubre del 2007 la NASA anunci que se detena eldesarrollo del dispositivo debido a que el costo haba llegado a un 70 % delcosto proyectado y se terminara solo con el dinero ya proporcionado.16El

    Laboratorio Nacional de Los lamos afirm que el sobrecosto se debi a losrequerimientos impuestos por la misin del rover y el ahorro en costos eramnimo debido a que el dinero provena de la CNES francesa.17

    Espectrmetro de rayos X por radiacin alfa (APXS):Este dispositivoirradiar muestras con partculas alfa y permitir su anlisis a partir delespectro generado por los rayos X reemitidos. Est siendo desarrollado porLa Agencia Espacial Canadiense, para determinar la composicin elemental demuestras. El sistema APXS es una forma de PIXE. Instrumentos similaresfueron incluidos en la misin Mars Pathfinder y en la Mars Exploration

    Rovers.

    18

    CheMin: Chemin es la abreviacin usada para el Instrumento de anlisis

    qumico y mineralgico a travs de ladifraccin y fluorescencia de rayos X,elcual cuantifica y analiza la estructura de los minerales contenidos en unamuestra. Es desarrollado por el doctor David Blake en el NASA AmesResearch Centery el NASA Jet Propulsion Laboratory

    Anlisis de muestras en Marte (SAM): El instrumento as denominado,analizar muestras slidas y gaseosas en bsqueda de compuestos orgnicos.Est siendo desarrollado por el Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA

    y el Laboratoire Inter-Universitaire des Systmes Atmosphriques (LISA)(Laboratorio Inter-Universitario de Sistemas Atmosfricos). SAM consiste en unsistema de manipulacin de muestras con 74 copas las cuales pueden sercalentadas a una temperatura de 1000 C para enriquecer y derivar molculasorgnicas de la muestra misma. El espectrmetro de cromatografa de gaseses un espectrmetro cuadripolar con una rango de masa Dalton de 2-235 elcual obtiene informacin a travs de las seis columnas cromatogrficas de

    http://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscopiahttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1serhttp://es.wikipedia.org/wiki/Radi%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio_Nacional_de_Los_%C3%81lamoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio_Nacional_de_Los_%C3%81lamoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-13http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-13http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-14http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-14http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-15http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-15http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-15http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-16http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-16http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-16http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-17http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-17http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-17http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-18http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-18http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-18http://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADa_de_rayos_Xhttp://es.wikipedia.org/wiki/Cristalograf%C3%ADa_de_rayos_Xhttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-18http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-17http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-16http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-15http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-14http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-13http://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio_Nacional_de_Los_%C3%81lamoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio_Nacional_de_Los_%C3%81lamoshttp://es.wikipedia.org/wiki/Radi%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1serhttp://es.wikipedia.org/wiki/Espectroscopia
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    gases. El espectrmetro lser ajustable es capaz de medir radios de istoposde carbono y oxgeno en el dixido de carbono.

    Detectores de radiacin

    Detector por evaluacin de radiacin (RAD):Este instrumento analizartoda la gama e intensidad de radiacin espacial y radiacin solar que recibe lasuperficie de Marte, con el objetivo de disear proteccin contra la radiacinpara exploradores humanos. Este instrumento est financiado por la NASA ydesarrollado por la universidad Southwest Research Institute (SwRI) enEE.UU. y la universidad alemana Christian-Albrechts-Universitt zu Kiel.

    Albedo dinmico de neutrones (DAN):DAN es una fuente pulsantede neutrones, la cual ser utilizada para medir la concentracin de hidrgeno oagua bajo la superficie cercana. Este instrumento es proporcionado por

    laAgencia Espacial Federal Rusa.

    Sensores medioambientales

    Estacin de supervisin ambiental rover (REMS):Esta es unaestacinmeteorolgica que medir la presin atmosfrica, humedad, direcciny fuerza del viento, as como la temperatura ambiental y los nivelesderadiacin ultravioleta.El desarrollo del equipo ha sido liderado por elCentrode Astrobiologa con el apoyo delCentro para el Desarrollo TecnolgicoIndustrial y el Ministerio de Educacin y Ciencia, el Ministerio de Defensa a

    travs delInstituto Nacional de Tcnica Aeroespacial de Espaa y con lacolaboracin deFinnish Metereological Institute (Vdeo oficial del aparatoREMS).

    Instrumentacin para el ingreso, descenso y aterr izaje (MEDLI)

    El objetivo del mdulo MEDLI es medir ladensidad de laatmsfera exterior, ascomo la temperatura y funcin del escudo trmico de la sonda durante su ingresoa la atmsfera marciana. Los datos obtenidos sern utilizados para entender ydescribir mejor la atmsfera marciana y ajustar los mrgenes de diseo yprocedimientos de entrada requeridos para las sondas futuras.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Agencia_Espacial_Federal_Rusahttp://es.wikipedia.org/wiki/Meteorolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ultravioletahttp://cab.inta-csic.es/http://cab.inta-csic.es/http://www.cdti.es/http://www.cdti.es/http://es.wikipedia.org/wiki/Ministerio_de_Educaci%C3%B3n_y_Cienciahttp://www.defensa.gob.es/http://www.inta.es/http://en.ilmatieteenlaitos.fi/http://www.youtube.com/watch?v=ei1eOZ2BOxQhttp://www.youtube.com/watch?v=ei1eOZ2BOxQhttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sferahttp://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sferahttp://es.wikipedia.org/wiki/Densidadhttp://www.youtube.com/watch?v=ei1eOZ2BOxQhttp://www.youtube.com/watch?v=ei1eOZ2BOxQhttp://en.ilmatieteenlaitos.fi/http://www.inta.es/http://www.defensa.gob.es/http://es.wikipedia.org/wiki/Ministerio_de_Educaci%C3%B3n_y_Cienciahttp://www.cdti.es/http://www.cdti.es/http://cab.inta-csic.es/http://cab.inta-csic.es/http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_ultravioletahttp://es.wikipedia.org/wiki/Meteorolog%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Agencia_Espacial_Federal_Rusa
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    Sistema de aterrizaje

    Etapas del ingreso, descenso y aterrizaje del MSL.

    Se utiliz una tcnica de guiado atmosfrico, que es la misma que utiliz el Apolo11 en su visita a la Luna. La nave entr por guiado balstico al planeta. Luego, con

    retrocohetes, se cambi el ngulo de trayectoria se modific la entradaatmosfrica. Se produjo entonces una fuerza de sustentacin para el guiado finaldel vehculo que permiti controlar la direccin de la nave y as achicar la zona dedescenso. Es entonces que se pas a la etapa del paracadas.20

    La ltima etapa de descenso comenz a los 1800 metros, a una velocidad de 300kilmetros por hora. Se encendieron los retrocohetes de la estructura del robotluego de que el sistema de navegacin detectase que ste se separ delparacadas. No se opt la tcnica de las bolsas de aire utilizadas en 2004conSpirit yOpportunity pues hubiera rebotado unos dos kilmetros, muy lejos dellugar ideal que se haba planificado aterrizar. Se pens en aterrizar con patas,

    como hicieron los astronautas en la Luna, pero se hubiese quedado a un metro dealtura, lo que hubiese hecho difcil bajar de all. Por otra parte las rampasmetlicas o de aire no hubiesen tenido lugar dentro de la nave espacial. Ademslas patas pueden apoyarse sobre rocas o depresiones profundas y puede serdifcil salir luego de all.

    Se busc entonces la alternativa innovadora del descenso con paracadas y unagra con retrocohetes llamada Skycrane. A los 23 metros de altura la gradescendi el vehculo con cables lo que permiti aterrizar en terrenosaccidentados, con las ruedas ya en el terreno listo para moverse.

    http://es.wikipedia.org/wiki/Apolo_11http://es.wikipedia.org/wiki/Apolo_11http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SANMARTIN-20http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SANMARTIN-20http://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SANMARTIN-20http://es.wikipedia.org/wiki/Spirithttp://es.wikipedia.org/wiki/Opportunityhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:MSL_landing.jpghttp://es.wikipedia.org/wiki/Opportunityhttp://es.wikipedia.org/wiki/Spirithttp://es.wikipedia.org/wiki/Curiosity%23cite_note-SANMARTIN-20http://es.wikipedia.org/wiki/Apolo_11http://es.wikipedia.org/wiki/Apolo_11http://commons.wikimedia.org/wiki/File:MSL_landing.jpg
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    RESUMEN

    Recordando que un sistema automtico es aquel que permite la ejecucin de unatarea sin intervencin manual, podemos decir, que un robot es una mquinaautomtica con cierto grado de inteligencia y que la robtica es un rea

    interdisciplinaria que estudia el diseo e implementacin de robots.

    Los robots estn constituidos por: una estructura mecnica que es el conjunto deelementos rgidos relacionados e interdependientes entre s, que constituyen elcuerpo del robot, un sistema de control que se encarga de controlar las accionesdel robot, sensores que permiten a los robots percibir y recibir informacin delambiente que los rodea, efectores que son los elementos con los que el robotmodifica su ambiente circundante, actuadores que son los mecanismos que lepermiten realizar acciones al efector y un sistema de locomocin y/o manipulacin

    que es el que permite que el robot se mueva y que alcance o mueva objetosrespectivamente.

    AUTOEVALUACIN

    1. Cules son las etapas de trabajo de un robot?

    Percibir, esquematizar, actuar Percibir, procesar, actuar Intuir, cooperar, elaborar Buscar, procesar, actuar

    2. La robtica es:

    Un rea interdisciplinaria que estudia el diseo e implementacinde Robots.

    La creacin de robots a travs de la mecnica El estudio del comportamiento de los robots

    3. En qu orden han evolucionado los sistemas automticos? Robotizacin, automatizacin, mecanizacin Automatizacin, mecanizacin, robotizacin Mecanizacin, robotizacin, automatizacin Mecanizacin, automatizacin, robotizacin

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    4. Qu es el conjunto de elementos rgidos relacionados einterdependientes entre s, que constituyen el cuerpo del robot?

    La estructura interna del robot La estructura mecnica del robot

    El sistema de locomocin El sistema de manipulacin

    5. El tipo de control en el que el robot Sigue el modelo clsico sensar,planificar y actuar es:

    Control Reactivo Control Hbrido Control Deliberativo Control autnomo

    6. De acuerdo al tipo de percepcin que puede tener un robot esposible clasificar los sensores en:

    Internos y externos Analgicos y digitales Pasivos y activos De posicin y de luz

    7. Ejemplos de actuadores son:

    Msculos de alambre, lmparas, displays, buzzers, motoreselctricos, cilindros neumticos y cilindros hidrulicos. Piernas, ruedas, brazos, dedos y pinzas Cables, placas, componentes electrnicos Dispositivos opto-elctricos

    8. Las tareas de locomocin que normalmente realiza un robot son:

    Retroceder y adelantar Sujetar y levantar Inclinarse y agacharse Llegar a una posicin determinada y seguir una trayectoria

    determinada

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    UNIDAD 2: CLASIFICACIN DE LOS ROBOTS

    PRESENTACIN DE LA UNIDAD

    La unidad dos del Mdulo Robtica Bsica trata la clasificacin de los robots; porlos grandes avances que ha tenido el campo de la robtica y el gran nmero derobots que se han diseado, estos pueden clasificarse de acuerdo a muchascaractersticas, en este mdulo se estudiara la clasificacin de acuerdo a: el gradode autonoma, la aplicacin, el medio en el que se desenvuelve el robot, el

    procedimiento de control que utiliza y por su arquitectura o morfologa.

    PROBLEMA

    De qu manera identifica a qu tipo o clase pertenece un robot en especfico deacuerdo a la caracterstica que lo clasifica?

    COMPETENCIAS

    Reconoce las diferentes clasificaciones de los robots de tal manera que

    puedan identificar a qu tipo pertenecen.

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    ACCIONES PARA CONSTRUIR EL CONOCIMIENTO

    ATRVETE A OPINAR (Trabajo Individual)

    Esta actividad est relacionada con el proceso de exploracin de conocimientosprevios, para lo cual le invito a desarrollar la siguiente pregunta:

    1. De qu manera piensa usted que deberan clasificarse los robots?

    TRABAJO EN GRUPO

    1. Realice la lectura de la unidad dos del mdulo.

    2. Compare la clasificacin de los robots hecha con anterioridad con lapropuesta en el mdulo. Tienen coincidencias, marcadas diferencias?Justifique sus respuestas.

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    CLASIFICACIN DE LOS ROBOTS

    Para Alonso, et al. (2004) es complicado establecer una clasificacinabsolutamente general de los robots debido a la multitud de ellos que existe,algunos muy especficos. En este documento se estudiaran algunas de las

    clasificaciones ms usuales:

    2.1 Por grado de autonoma

    Robots Autnomos: Robots autnomos son robots que pueden realizar los

    objetivos deseados en ambientes desestructurados sin la ayuda humana

    contina. La inteligencia est ubicada en el mismo robot. Puede

    comunicarse con otros o con un sistema central, pero los aspectos

    esenciales de funcionamiento se resuelven en forma independiente en el

    propio robot. Un robot totalmente autnomo en el mundo real tiene lahabilidad de recibir informacin de su ambiente, trabajar por meses o aos

    sin ninguna interferencia humana, desplazarse de un punto a otro sin

    asistencia de navegacin humana, Evitar situaciones que son peligrosas

    para las personas y notarse sin ayuda externa. En la figura 6 se muestra un

    robot autnomo llamado WALLE, de la pelcula animada WALLE.

    Figura 6. WALLE.

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    Robots teledirigidos o de control automatizado: Los robots teledirigidos son

    aquellos que dirigen a distancia a travs de algn mecanismo. La Nasa los

    define como dispositivos robticos con brazos manipuladores y sensores

    con cierto grado de movilidad, controlados remotamente por un operador

    humano de manera directa o a travs de un computador. Estos robotssemiautnomos tienen la mayor parte de la inteligencia ubicada en un

    sistema central. Los sensores pueden ser locales, es decir que le envan la

    informacin obtenida a ese sistema central, o globales. El sistema central

    les comunica a los robots las acciones que deben realizar. Un ejemplo de

    este modelo es la categora Mirosot de ftbol de robots de la FIRA,

    observados en la figura 7.

    Figura 7. Robots futbolistas teledirigidos

    Robots de teledireccin asistida o hbridos: Combinan la autonoma y la

    teledireccin. Son robots autnomos que, en ciertos momentos del proceso,

    pueden ser controlados por humanos o por un sistema central. Un ejemplo

    son los robots que se utilizan en misiones espaciales, que operan en forma

    autnoma pero que, ante un percance, pueden ser dirigidos desde nuestro

    planeta.

    2.2 Por aplicacin

    Dentro de las aplicaciones se puede observar los siguientes usos de los robots:

    ROBOTS INDUSTRIALES: Es un sistema mecnico multifuncionalreprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas odispositivos especiales, segn trayectorias variables, programados para

    http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robot%27s_teledirigidos&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robot%27s_de_teledirecci%C3%B3n_asistida&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robot%27s_de_teledirecci%C3%B3n_asistida&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robot%27s_teledirigidos&action=edit&redlink=1
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    realizar tareas diversas. Los robots industriales se utilizan para realizartrabajos repetitivos, pesados o peligrosos. En el mundo existen ms de740.000 robots de este tipo, utilizados principalmente en la industriaautomovilstica. La figura 8 muestra un ejemplo de un robot industrial.

    Figura 8. Robot industrial de soldadura.

    ROBOTS DE SERVICIO: Los robots de servicio ayudan a los hombres arealizar distintos tipos de labores. Se estima que en el mundo existen msde 6000 de estas unidades, de los cuales 50% son robots domsticos, el14% son robots submarinos, el 12% son robots mdicos, el 6% son robots

    de limpieza y el 23% restante corresponde a otro tipo de robots. Acontinuacin se listan algunos de estos tipos de robots.o Robots Mdicos: son utilizados como apoyo en la intervencin

    mdica sobre los humanos.o Robots Domsticos: el sueo de todo amo o ama de casa, un robot

    que realice alguna o todas las tareas del hogar. Ya hay entrenosotros aspiradoras, lavarropas, heladeras, etctera, que modificansu comportamiento en forma autnoma segn el ambiente en el quetrabajan.

    o Robots de Ayuda a Discapacitados: son utilizados como apoyo ocomplemento para las personas con capacidades disminuidas.

    o

    Robots Sociales: robots utilizados en mbitos sociales (comopelculas, eventos y supermercados) con funciones de comunicacinintensiva con los humanos. En estos casos, uno de los elementos deinvestigacin fundamental es el aspecto esttico del robot, el estudiode la interfaz con el humano para realizar una comunicacincompleta, con gestos, tonos, silencios, etctera.

    o Robots de vigilancia o seguridad: Las tareas de un robot de vigilanciason mltiples, desde hacer una ronda por determinados lugares,

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    comprobar permetros, seguir y vigilar a determinadas personas, eincluso actuar en casos de incendio. La figura 9 muestra un ejemplo.

    Figura 9. Robot de vigilancia apagando incendio.

    o Robots Agrcolas: as como en sus comienzos la robtica tuvo ampliaaplicacin en la industria, en los ltimos aos ha comenzado a creceren forma exponencial el uso de robots y de la inteligencia artificial enel sector agrcola-ganadero. Las cosechadoras autnomas, lassembradoras controladas por mapas satelitales, los fumigadoresrobotizados y otros dispositivos hicieron su aparicin dentro de loque actualmente se conoce como agricultura de precisin. (Figura10).

    Figura 10. Demeter, un robot de aplicacin agrcola desarrollado enla Universidad de Carnegie Mellon.

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    ROBOTS DE EXPLORACIN: Permiten explorar lugares inaccesibles parael hombre como por ejemplo otros planetas (ej.Marte), el fondo del mar (ej.Titanic) o la antrtica. Un tipo de robots exploradores son los espacialesque deben desenvolverse en zonas inexploradas y a larga distancia de su

    centro de control. En la figura 11 se muestra un robot explorador espacialde la NASA:

    Figura 11. Robot espacial.

    2.3 Por medio

    Esta clasificacin hace referencia al tipo de robot de acuerdo al medio donde sedesenvuelve; de acuerdo a Zabala se pueden clasificar principalmente como semuestra a continuacin:

    Robots terrestres: son los ms populares y econmicos. Podemos, a suvez, subclasificarlos por sistema de locomocin; fijos, ruedas, orugas,patas, arrastre, etctera. Se muestra un ejemplo en la figura 12.

    http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_terrestres&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_terrestres&action=edit&redlink=1
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    Figura 14.Robot insecto volador desarrollado en la Universidad de

    Berkeley.

    Hbridos: combinacin de algunos de los anteriores. En esta clasificacin,las caractersticas mecnicas del robot se modifican en forma sustancialentre uno u otro medio. Prcticamente, es imposible utilizar la mecnica deun robot construido en un medio para que funcione en otro, salvo en el casode algunos hbridos.

    Robots virtuales:son robots intangibles que son visibles por medio de unainterfaz de salida normalmente visual y son transmitidos por redes comoInternet.

    Otras clasificaciones mencionan robots comolos subterrneos,escaladores ysubacuticos,pero estos pueden ubicarse como sub-clasificacin de losanteriores.

    2.4 Por procedimiento de control

    No servo-controlados: Son aqullos en los que cada parte mvil tieneun nmero fijo de posiciones con uniones, normalmente dos, y slose desplazan hasta situarse en ellos. Suelen ser de tipo neumtico y

    resultan considerablemente rpidos y precisos. Servo-controlados: Cada elemento mvil cuenta con un sensor de

    posicin, lineal o angular. La seal de ste se enva al sistema decontrol, que genera la orden de movimiento adecuada para el motor.Pueden ser detenidos en cualquier punto.

    Servo-controlados punto a punto: Para controlarlos nicamente seles indican las posiciones inicial y final de la trayectoria. El sistema

    http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_virtuales&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_subterr%C3%A1neos&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_escaladores&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_subacu%C3%A1ticos&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_subacu%C3%A1ticos&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_escaladores&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_subterr%C3%A1neos&action=edit&redlink=1http://wiki.webdearde.com/index.php?title=Robots_virtuales&action=edit&redlink=1
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    de control calcula la trayectoria necesaria con unos algoritmosdiseados a tal efecto. Son capaces de memorizar posiciones.

    2.5 Por arquitectura o morfologa

    Sanz (2006) menciona que la arquitectura, es definida por el tipo de configuracingeneral del Robot. La subdivisin de los Robots, con base en su arquitectura, sehace en los siguientes grupos: poliarticulados, mviles, androides, zoomrficos ehbridos.

    Poliarticulados: En este grupo se encuentran los Robots de muy diversaforma y configuracin, cuya caracterstica comn es la de ser bsicamentesedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuardesplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementosterminales en un determinado espacio de trabajo segn uno o mssistemas de coordenadas, y con un nmero 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 zonade trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con unplano de simetra vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.

    En la figura 6 se muestra un robot manipulador poliarticulado; estos robotsbsicamente se tratan de brazos de robot sedentarios, configurados paramover sus elementos terminales (pinzas de sujecin, herramientas,elementos de soldadura...) en un determinado espacio de trabajo, segnuno o ms sistemas de coordenadas. (Figura 15)

    Figura 15: Robot manipulador poliarticulado ABB IRB-1000

    Mviles: Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados encarros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante.Siguen su camino por telemando o guindose por la informacin recibida desu entorno a travs de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte

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    de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricacin. Guiadosmediante pistas materializadas a travs de la radiacin electromagntica decircuitos empotrados en el suelo, o a travs de bandas detectadasfotoelctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstculos y estndotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia. En la figura 16 se

    muestra un ejemplo de un robot mvil provisto de orugas.

    Figura 16: Robot movil provisto de orugas

    Androides:Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la formay el comportamiento cinemtico del ser humano. Actualmente, losandroides son todava dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidadprctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentacin.Uno de los aspectos ms complejos de estos Robots, y sobre el que secentra la mayora de los trabajos, es el de la locomocin bpeda. En estecaso, el principal problema es controlar dinmica y coordinadamente en el

    tiempo real el proceso y mantener simultneamente el equilibrio del Robot.En la figura 8 se muestra un ejemplo de un robot androide. (Figura 17)

    Figura 17: Robot Androide

    Zoomrficos: Los Robots zoomrficos, que considerados en sentido norestrictivo podran incluir tambin a los androides, constituyen una clase

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    y a la flexin que se produce en su brazo cuando est extendido con cargas decierta magnitud, aun as son apropiados para mover cargas elevadas que noprecisen mucha exactitud o movimientos complejos. (Figura 19)

    Figura 19: Robot Polar

    Robot Cilndrico: Utiliza un giro en la base y dos desplazamientos perpendiculares

    entre s, para determinar la posicin de los puntos por medio de coordenadascilndricas. Se controla fcilmente y es rpido, pero solo se usa para casos en queno haya obstculos en su zona de trabajo y el acceso a ella se hagahorizontalmente. (Figura 20).

    Figura 20. Robot Cilndrico

    Robot cartesiano: Sus tres articulaciones principales son prismticas, los ejes sonortogonales entre s y los desplazamientos sobre ellos dan las coordenadascartesianas X, Y, Z, de los puntos de trabajo. La estructura puede ser de tipo

    cantilever o en prtico. Son rpidos, muy precisos, de fcil control, amplia zona detrabajo y elevada capacidad de carga, pero ocupan mucho espacio relativo y suelemento terminal-herramienta no es especialmente orientable. Se usan enaplicaciones que requieren movimientos lineales de alta precisin en zonas detrabajo que sean fundamentalmente un plano o planos paralelos. (Figura 21)

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    Figura 21. Robot Cartesiano

    Robot SCARA: Es un robot con dos articulaciones R y una P, con las dos R secontrola la posicin respecto al plano X-Y y con la P la coordenada Z. Es rpido,barato y preciso, pero solo tiene accesibilidad a zonas de trabajo que estn enplanos perpendiculares a su eje vertical. Se emplea fundamentalmente enoperaciones de ensamblado o insercin de componentes electrnicos y en otrostrabajos similares. Es originario de Japn y es all donde ms se emplea. (Figura22).

    Figura 22. Robot SCARARobot angular o antropomrfico: Tiene sus tres principales articulaciones de tipoR, (y tambin las restantes), con lo cual emplea las coordenadas angulares paradeterminar las posiciones de su elemento terminal. Se llama antropomrfico porque simula los movimientos de un brazo humano, el primer eje se correspondecon el cuerpo, el segundo con el brazo, el tercero con el antebrazo y el resto decon la mueca-mano; la primera articulacin se corresponde con el giro de la

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    cintura, la segunda con el del hombro, la tercera con el del codo y el resto estnen la mueca. Este robot posee gran accesibilidad y maniobrabilidad, es rpido yocupa poco espacio en relacin al campo de trabajo que abarca. (Figura 23).

    Figura 23. Robot Angular.

    ACTIVIDAD:

    1. Consulte acerca de cmo se clasifican los robots por el tamao y por otracaracterstica que usted elija.

    2. Consulte la diferencia entre los Androides y los humanoides.3. Despus de realizar la lectura sobre ASIMO, ubique a qu tipo pertenecedentro de las diferentes clasificaciones.

    ASIMO

    ASIMO, un acrnimo de Advanced Step in Innovative Mobility es un desarrollo dela compaa japonesa Honda Motor Company, y probablemente sea uno de losrobots humanoides ms complejos y avanzados del mundo. De acuerdo a lo quese puede leer en el sitio Web de ASIMO, es el nico de su tipo que adems de

    andar puede subir escaleras sin ninguna ayuda. Si bien otros modelos de otrascompaas pueden andar sobre dos piernas, ninguno tiene movimientos tanseguros y delicados como ASIMO.

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    Figura 24. ASIMO, robot de la compaa Honda.

    Como si esto no bastase para impresionarnos, es capaz de reaccionar a decenasde rdenes orales, el lenguaje natural (en japons, claro!), y puede reconocercaras. Sus brazos y manos son lo suficientemente precisas como para encenderluces, abrir puertas, levantar objetos y empujarlos.

    En lugar de encarar la creacin de un juguete, Honda a apostado a la construccinde un robot que pueda ser til a la gente, que pueda ayudar en el hogar, o apersonas minusvlidas que estn imposibilitadas de valerse por si mismas.

    ASIMO, gracias a sus 120 centmetros de alto, tiene su cara a la altura de lanuestra si nos encontramos sentados en una silla. Esto le permite realizar trabajosque fueron pensados para ser realizados por una persona sentada, sincomplicaciones.

    El aspecto fsico del robot creado por Honda nos recuerda a un nio enfundado enun traje espacial. Esta apariencia amigable es parte de la estrategia del fabricantepara evitar que el robot despierte desconfianza en el pblico. A tal punto ASIMOha sido bien recibido, que ya tiene trabajo. En efecto, tanto en las oficinas de IBMen Japn como en Museo Nacional de las Ciencias Emergentes y la Innovacin,

    en Tokio hay un ASIMO trabajando como recepcionista, respondiendo preguntasde los visitantes y guindolos en el recorrido por las instalaciones. Para lograresto, ha sido programado con la disposicin de paredes y obstculos dentro deledificio y con las respuestas adecuadas a las preguntas ms comunes de losvisitantes.

    El sistema de locomocin de ASIMO es revolucionario. Aunque el caminar nosparezca una actividad perfectamente normal y sencilla (al fin y al cabo, hasta un

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    nio puede hacerlo!) no es en absoluto fcil lograr un mecanismo que reproduzcael andar sobre dos piernas. ASIMO no solo es capaz de hacerlo, sino que tambinpuede girar. Mientras que otros robots bpedos menos avanzados debendetenerse, girar, y volver a avanzar, ASIMO es capaz de girar exactamente comolo hace un humano. Es capaz de ajustar la longitud de sus pasos y la posicin de

    su cadera, rodillas y pies para girar a medida que avanza, de una manera muynatural.

    Los ingenieros de Honda dedicaron mucho tiempo al estudio de la fsica implicadaen el andar, de hecho, el caminar no es ms que una serie de cadas controladas,interrumpidas antes que el cuerpo se incline lo suficiente para hacernos caer.Cada paso es una cada incompleta. En ASIMO se controla el ngulo del troncodel robot, la inercia que posee al desplazarse, la fuerza de la gravedad, etc. Elequilibrio entre la fuerza ejercida por el pie sobre el suelo, y la que ejerce el pisosobre el robot (fuerza de reaccin) es lo que permite mantenerlo erguido a medida

    que avanza.

    Tambin se controla en todo momento la forma en que el piso se deforma debajode ASIMO. La forma que camina es diferente si se encuentra sobre una alfombrao sobre un piso duro.

    La postura del tronco sobre la cadera es la adecuada para la velocidad a la que seest desplazando, para mantener su centro de gravedad en la posicin correcta,evitando que caiga. Al momento de efectuar un giro, el robot de Honda mueve laposicin de su centro de gravedad, mediante un algoritmo llamado predictive

    movement control, conocida tambin como Honda's Intelligent WalkingTechnology. Este algoritmo permite a ASIMO predecir donde deber situar sutronco en cada paso, en base a si inercia, longitud de sus pasos, ngulo del giro,etc. Esto es mucho ms de lo que cualquier otro robot puede hacer.

    En general, los sistemas robticos resuelven el problema de la visin comparandolas imgenes capturadas por las cmaras que hacen las veces de ojos condeterminadas plantillas. Los robots industriales, como los que existen en una lneade montaje de una fbrica automotriz o chips electrnicos se desenvuelven en unambiente perfectamente controlado, donde cada cosa siempre est donde el robot

    espera encontrarla, la iluminacin es constante, y el nmero de cosas que puedenocurrir son generalmente muy reducidas. En el mundo real, donde debedesenvolverse un robot como ASIMO, las cosas son muy diferentes, y lasvariables a considerar prcticamente infinitas. Un robot de tipo humanoide comoeste debe ser capaz de transitar por dentro de una casa, edificio u oficina,realizando alguna clase de trabajo e interpretando que son los objetos que suscmaras le muestran. Por ejemplo, al caminar por una zona desconocida, el robot

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    debe reconocer e interpretar esos objetos en tiempo real, mediante caractersticascomo la forma, el color y sus bordes, que deber comparar con los patronesalmacenados en su memoria, una base de conocimiento que puede incluir cientosde objetos cotidianos. En el caso particular de ASIMO, su cabeza cuenta convideocmaras cumpliendo la funcin de ojos, y un algoritmo propiedad de Honda

    que le permite interpretar, reconocer objetos y moverse entre ellos, aun si suorientacin o iluminacin no es exactamente la misma que tiene almacenada ensu base de datos.

    Este mismo algoritmo es el encargado de reconocer las caras de los humanos quele son familiares, o de interpretar gestos tales como detenerse si alguien se ponedelante y levanta una mano en sea de stop.

    Las cmaras montadas en la cabeza de ASIMO pueden transmitir va USB los queven a una PC, por lo que el robot puede funcionar como una cmara ambulante.

    Puede reconocer rostros humanos.

    Aunque lo pueda parecer, ASIMO no es un robot 100% autnomo, al menos no loes en el sentido que no puede entrar en una habitacin desconocida y tomardecisiones de cmo moverse en ella. Previamente, debe ser programado condetalles especficos de su entorno, y de las tareas que en el debe realizar, o encaso contrario, ser controlado remotamente por un humano. La mochila quecarga en su espalda no es mas que una computadora (hace las veces decerebro, aunque no se encuentre en su cabeza) que controla los movimientos deASIMO. En realidad, se puede controlar de tres maneras diferentes: desde una PC

    remota, inalambricamente con una especie de joystick o mediante comandos devoz. Efectivamente, utilizando una laptop o PC con tecnologa greles 802.11 sepuede controlar a ASIMO, y a su vez l es capaz de enlazar con internet a travsde la PC y buscar informacin por nosotros (noticias, etc.).

    El control mediante el joystick permite manejarlo como si fuera un auto a controlremoto, indicndole la direccin en la que se tiene que mover, diagonalesincluidas. Si bien no parece un gran avance manejar un robot mediante controlremoto, no debemos olvidar que aun en este modo de funcionamiento ASIMOsigue siendo capaz de frenar ante un obstculo, eludirlo, ajustar sus pasos al

    terreno, etc.

    Su habilidad de reconocer comandos hablados es una de las ltimas adiciones aldiseo de ASIMO, y su base de datos contiene rutinas para unas 30 instruccionesque puede reconocer. Esta caracterstica es la que lo hace idneo comorecepcionista, pudiendo responder preguntas efectuadas por los visitantes.

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    Al igual que otros representantes del reino de los robots, ASIMO es controlado porunos dispositivos conocidos como servos, que no son ms que pequeos (peropoderosos) motores elctricos con el agregado de un sistema de control y unencoder que permiten moverlos solamente un ngulo determinado. Cuando elmotor ha girado el ngulo deseado, se enclava en esta posicin, hasta que recibe

    la orden de girar nuevamente. ASIMO cuenta con 26 servomotores para podermover sus piernas, brazo, cabeza, pies y manos, entre otras tareas. Paraalimentarlos cuenta con una batera recargable de 40 voltios, de Nquel-Metal (lamisma tecnologa de las bateras que alimentan la mayora de los telfonosmviles), que brinda al robot una autonoma de 30 minutos. Est ubicada en elcentro de ASIMO, lo que ayuda a que el centro de gravedad del robot se ubiqueen una posicin que ayude en sus movimientos cuando debe desplazarse. Llevaunas cuatro horas recargar completamente la batera de ASIMO, por lo que esprcticamente indispensable tener otra a mano si deseamos una autonoma ms o

    menos decente.Si somos rigurosos en nuestro anlisis, podemos llegar a la conclusin queASIMO no es ninguna maravilla. Al fin y al cabo, es solo un mecano de un metroy pico de altura, que puede entender unas cuantas palabras, moverse lentamentepor una habitacin, y en