Arquitectura de los robots

Arquitectura de los robots[editar]

Fotografía de un androide

Existen diferentes tipos y clases de robots, entre ellos con forma humana, de animales, de plantas o incluso de elementos arquitectónicos pero todos se diferencian por sus capacidades y se clasifican en 4 formas:

1. Androides: robots con forma humana. Imitan el comportamiento de las personas, su utilidad en la actualidad es de solo experimentación. El principal limitante de este modelo es la implementación del equilibrio en el desplazamiento, pues es bípedo.
2. Móviles: se desplazan mediante una plataforma rodante (ruedas); estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro.
3. Zoomórficos: es un sistema de locomoción imitando a los animales. La aplicación de estos robots sirve, sobre todo, para el estudio de volcanes y exploración espacial.
4. Poliarticulados: mueven sus extremidades con pocos grados de libertad. Su principal utilidad es industrial, para desplazar elementos que requieren cuidados.

En esta última se puede clasificar según su morfología en: Robots angulares o antropomórficos, robots cilíndricos, robots esféricos o polares, robots tipo SCARA, robots paralelos, robots cartesianos, entre otros.

Brazo robótico[editar]

El robot de fabricación más común es el robot industrial y de entre los robots industriales, el más común es el brazo articulado también llamado brazo robótico.¹⁵​¹⁶​ Un brazo robótico típico se compone de siete segmentos metálicos, unidos por seis articulaciones.¹⁷​ Una computadora controla el robot girando motores de pasos individuales conectados a cada junta (los brazos más grandes utilizan la hidráulica o neumática). A diferencia de los motores eléctricos de movimiento continuo, los motores de pasos pueden moverse en incrementos exactos. Esto permite que el ordenador pueda mover el brazo de manera muy precisa, repitiendo exactamente el mismo movimiento una y otra vez. El robot utiliza sensores de movimiento para hacer que se mueva la cantidad justa.

Un robot industrial con seis articulaciones se asemeja mucho a un brazo humano - tiene el equivalente de un hombro, un codo y la muñeca. Típicamente, el hombro está montado en una estructura de base estacionaria en lugar de a un cuerpo móvil. Este tipo de robot tiene seis grados de libertad, lo que significa que puede pivotar en seis formas diferentes. Un brazo humano, en comparación, tiene siete grados de libertad.¹⁷​¹⁸​¹⁹​²⁰​

El trabajo del brazo humano es mover la mano de un lugar a otro. Del mismo modo, el trabajo del brazo robótico es mover un efector final de un lugar a otro. Se puede equipar brazos robóticos con todo tipo de efectores de extremo, que están adaptados a una aplicación particular. Un efector final común es una versión simplificada de la mano, que puede captar y transportar objetos diferentes. Las manos robóticas a menudo han incorporado sensores de presión que le dicen a la computadora que tan fuerte el robot está sujetando un objeto en particular. Esto evita que el robot tire o rompa lo que lleva. Otros efectores finales incluyen sopletes, los soldadores por puntos, taladros y la pintura por aire a presión entre otros.²¹​

Robots industriales[editar]

Los robots industriales están diseñados para hacer exactamente lo mismo, en un ambiente controlado, una y otra vez. Por ejemplo, un robot podría cerrar las tapas de frascos de mantequilla que salen de una línea de montaje. Para enseñar a un robot cómo hacer su trabajo, el programador guía el brazo a través de los movimientos utilizando un controlador de mano (Teachpendant). El robot almacena la secuencia exacta de los movimientos en su memoria, y lo hace una y otra vez cada vez que una nueva unidad viene por la línea de montaje.

Existen diferentes técnicas para programar robots industriales. Entre ellas se encuentran las técnicas de programación gestual y las de programación textual. En la programación gestual un operario guía al robot, manualmente o mediante controles remotos, enseñándole la tarea que este debe realizar. El robot va almacenando los pasos a seguir y luego puede repetirlos de manera autónoma. En la programación textual, en cambio, se realizan primero los cálculos de las posiciones y trayectorias que el robot debe recorrer y, con esta información, se crean las instrucciones del programa que el robot deberá ejecutar. Una vez transferido el programa al robot, este puede comenzar a realizar la tarea de manera autónoma.

La mayoría de los robots industriales trabajan en cadenas de montaje de automóviles, poniendo los coches juntos. Los robots pueden hacer este trabajo más eficientemente que los seres humanos gracias a su precisión, que les permite por ejemplo perforar siempre en el mismo lugar o apretar siempre los tornillos con la misma cantidad de fuerza, sin importar las horas que trabaje (cosa que no sucede con los humanos). Los robots de fabricación son también muy importantes en la industria electrónica, ya que se necesita un control increíblemente preciso para armar un microchip.

Proyectos en marcha[editar]

TOPIO, un robot humanoide, jugando al ping pongen la Tokyo IREX 2009.²²​

• Proyecto Autómata Abierto. El propósito de este proyecto es desarrollar software modular y componentes electrónicos, desde los cuales sea posible ensamblar un robot móvil basado en una computadora personal que pueda ser utilizado en entornos caseros o de oficinas. Todo el código fuente es distribuido bajo los términos de la Licencia Pública General (GNU).
• Dean Kamen, fundador de FIRST y de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME), ha creado una Competencia Robótica multinacional que reúne a profesionales y jóvenes para resolver problemas de diseño de ingeniería de manera competitiva. En 2003, el torneo contó con más de 20.000 estudiantes en más de 800 equipos en 24 competiciones. Los equipos vienen de Canadá, Brasil, Reino Unido y Estados Unidos. A diferencia de las competiciones de los robots de lucha sumo que se celebran regularmente en algunos lugares o las peleas de ficción de “BattleBots“ transmitidas por televisión, estos torneos incluyen la construcción de un robot.
• Crear y modelar emociones en robots es una investigación dirigida por la especialista en inteligencia artificial Lola Cañamero de la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido con el Grupo de Investigación de Sistemas Adaptativos (Adaptatifs Systems Research Group).²³​ El proyecto inicial denominado Feelix Growing (2006-2010)²⁴​ también coordinado por Cañamero, tenía como objetivo de modelar emociones en robots y desarrollar robots que aprendan a interactuar con seres humanos de manera emotiva, estuvo financiado por el programa de robótica avanzada de la Comisión Europea²⁵​ y en él se involucraron seis países europeos, 25 expertos en robótica, psicólogos y neurocientíficos