JHONNATAN DAVID TORRES QUINTERO 8°A

Jhonatan davvid torres quintero

8°A

LAS TIC

LA HISTORIA DE LA TECONOLOGIA


HABILIDADES DEL SIGLO XXI

Link de la historia de la tecnologia con normas APA
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La Nanotecnologia
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La Bioética
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El Bioetanol
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SEGUNDO PERDIODO
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La semana Santa:
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Gabriel Garcia Marquez:
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PROGRAMACION NEUROLIGÜISTICA

CUARTO PERIODO 

Robótica

El sistema de mano robótica Shadow

La robótica es la rama de la tecnología que se dedica al diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots.

La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial, la ingeniería de control y la física. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.

El término robot se popularizó con el éxito de la obra R.U.R. (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot.

Robot

Un robot es una entidad virtual o mecánica artificial. En la práctica, esto es por lo general un sistema electromecánico que, por su apariencia o sus movimientos, ofrece la sensación de tener un propósito propio. La independencia creada en sus movimientos hace que sus acciones sean la razón de un estudio razonable y profundo en el área de la ciencia y tecnología. La palabra robot puede referirse tanto a mecanismos físicos como a sistemas virtuales de software, aunque suele aludirse a los segundos con el término de bots.¹

No hay un consenso sobre qué máquinas pueden ser consideradas robots, pero sí existe un acuerdo general entre los expertos y el público sobre que los robots tienden a hacer parte o todo lo que sigue: moverse, hacer funcionar un brazo mecánico, sentir y manipular su entorno y mostrar un comportamiento inteligente, especialmente si ese comportamiento imita al de los humanos o a otros animales. Actualmente podría considerarse que un robot es una computadora con la capacidad y el propósito de movimiento que en general es capaz de desarrollar múltiples tareas de manera flexible según su programación; así que podría diferenciarse de algún electrodoméstico específico.

Aunque las historias sobre ayudantes y acompañantes artificiales, así como los intentos de crearlos, tienen una larga historia, las máquinas totalmente autónomas no aparecieron hasta el siglo XX. El primer robot programable y dirigido de forma digital, el Unimate, fue instalado en 1961 para levantar piezas calientes de metal de una máquina de tinte y colocarlas.

Por lo general, la gente reacciona de forma positiva ante los robots con los que se encuentra. Los robots domésticos para la limpieza y mantenimiento del hogar son cada vez más comunes en los hogares. No obstante, existe una cierta ansiedad sobre el impacto económico de la automatización y la amenaza del armamento robótico, una ansiedad que se ve reflejada en el retrato a menudo perverso y malvado de robots presentes en obras de la cultura popular. Comparados con sus colegas de ficción, los robots reales siguen siendo limitados.

Tres leyes de la robótica

En ciencia ficción las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas escritas por Isaac Asimov, que la mayoría de los robots de sus novelas y cuentos están diseñados para cumplir. En ese universo, las leyes son "formulaciones matemáticas impresas en los senderos positrónicos del cerebro" de los robots (líneas de código del programa de funcionamiento del robot guardadas en la ROM del mismo). Aparecidas por primera vez en el relato Runaround (1942), establecen lo siguiente:

1.   Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.

2.   Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.

3.   Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley.¹

Esta redacción de las leyes es la forma convencional en la que los humanos de las historias las enuncian; su forma real sería la de una serie de instrucciones equivalentes y mucho más complejas en el cerebro del robot.

Tipos de robots

Los robots son entidades virtuales o mecánicas que se utilizan para la realización de trabajos automáticos y son controlados por medio de computadoras.

A grandes rasgos se puede hablar de los siguientes:

Androides: estos artilugios se parecen y actúan como si fueran seres humanos. Este tipo de robots no existen en la realidad, por lo menos por el momento, sino que son elementos ficcionales.

Móviles: estos robots cuentan con orugas, ruedas o patas que les permiten desplazarse de acuerdo a la programación a la que fueron sometidos. Estos robots cuentan con sistemas de sensores, que son los que captan la información que dichos robots elaboran. Los móviles son utilizados en instalaciones industriales, en la mayoría de los casos para transportar la mercadería en cadenas de producción así como también en almacenes. Además, son herramientas muy útiles para investigar zonas muy distantes o difíciles de acceder, es por eso que en se los utiliza para realizar exploraciones espaciales o submarinas.

Industriales: los robots de este tipo pueden ser electrónicos o mecánicos y se los utiliza para la realización de los procesos de manipulación o fabricación automáticos. También se les llama robots industriales a aquellos electrodomésticos que realizan simultáneamente distintas operaciones.

Médicos: bajo esta categoría se incluyen básicamente las prótesis para disminuidos físicos. Estas cuentan con sistemas de mando y se adaptan fácilmente al cuerpo. Estos robots lo que hacen es suplantar a aquellos órganos o extremidades, realizando sus funciones y movimientos. Además existen robots médicos destinados a la realización de intervenciones quirúrgicas.

Teleoperadores: estos robots son controlados de manera remota por un operador humano. A estos artilugios se los utiliza en situaciones extremas como la desactivación de una bomba o bien, para manipular residuos tóxicos.

De acuerdo a su arquitectura, los robots pueden clasificarse en:

Poliarticulados: si bien estos pueden tener de diversas configuraciones, lo que tienen en común estos robots es que son sedentarios. Estos son diseñados para mover sus terminales con limitada libertad y de acuerdo a ciertos sistemas de coordenadas. Estos robots son ideales para cuando se precisa abarcar una amplia zona de trabajo.

Cómo hacer un robot en casa para un proyecto escolar

Un viejo juguete RC puede darte todas las partes que necesitas para un robot.

Con ingenio y un poco de salvamento, hacer un robot para un proyecto de la escuela puede ser un proceso bastante simple y que ya lo puedes tener en el bolsillo. Un viejo dispositivo a radio control puede proveerte de todas las partes necesarias para tu robot del proyecto escolar, y la base de las ruedas del vehículo RC proveerán un medio sencillo y de gran movilidad en cuanto al transporte de tu robot. Los únicos artículos que necesitarás son varias tiras de velcro y un pegamento fuerte profesional.

Instrucciones

1

Busca en toda tu casa por un vehículo viejo a radio control, o dirígete hacia una tienda de ladrillo y mortero o visita una tienda en línea y consigue uno barato por menos de US$10 o US$15.

2

Quita los elementos innecesarios decorativos del vehículoRC, dejando al descubierto los componentes debajo. Tendrá que salvar el tablero verde, el receptor rectangular, el envoltorio negro de las baterías y el controlador que se comunica con el tablero de recepción, el cual debes mantener para controlar tu robot. El vehículo también tiene dos motores que necesitarás. También conocidos como servos, son negros y circulares en su diseño. Puedes dejarlos en su lugar como están.

 3

Mira los componentes del vehículo que tienes: la base de las ruedas con los servos ajustados. Toma dos piezas cuadradas de velcro y aplica una capa delgada de pegamento profesional a sus lados suaves, luego ajusta uno en el centro de la parte superior de la base de las ruedas y la otra dentro del centro de la parte inferior de la base.

4

Conecta los dos cables que salen del envoltorio de la batería al receptor en tu robot. Encontrarás puntos en el extremo del tablero de recepción donde puedes insertar los cables. Los puntos de intersección deben estar etiquetados con las palabras "batería" o "bat".

5

Conecta los cables que salen de los servos al tablero de recepción. Inserta cada cable dentro de puntos de inserción separados en el extremo del receptor. No coloques ambos servos en la misma zona de insersión.

6

Ve por tu control y realiza una prueba de funcionamiento de tu proyecto escolar. Verifica si el robot se mueve en la forma que tu querías mientras lo mueves por medio del control. Si no lo hace, vuelve a examinar la conexión entre el tablero de recepción y los servos e inténtalo otra vez.

7

Decora tu proyecto escolar si así lo deseas. Puedes utilizar algunas piezas de plástico de tu viejo automóvil RC, o objetos que tengas al alcance de tu mano, para darle un poco de instinto y personalidad a tu diseño. Puedes ajustarle estas decoraciones utilizando el pegamento profesional.

Partes de un robot: el chasis

Antes de ponernos a fabricar nuestros robots, debemos tener muy claro cuáles son las diferentes partes o elementos que los componen. Para un robot velocista/rastreador como los nuestros, podemos distinguir los siguientes elementos:

·                     Chasis: es la parte del robot que debe soportar los demás elementos (baterías, motores, electrónica).

·                     Motores: son los que van a proporcionar tracción a nuestro robot.

·                     Ruedas: hay que elegirlas bien, puesto que de su diámetro y anchura depende la velocidad,agarre,etc

·                     Alimentación: las baterías son las encargadas de dar la energía a los motores y a la electrónica.

·                     Electrónica: dentro de este grupo podemos distinguir el microcontrolador, que es el cerebro del motor, los sensores, que son los que permiten detectar el entorno, y  losdrivers de potencia, que son los circuitos encargados de suministrar la energía necesaria a los motores para hacerlos rodar.

·                     Programación: es la única parte del robot que no se ve. Es el software que ejecuta el microcontrolador, es decir, las órdenes que le dicen al microcontrolador lo que tiene que hacer.

La correcta elección de todos estos elementos es el primer paso que tenemos que hacer a la hora de fabricar nuestro robot, ya que el buen funcionamiento del mismo dependerá de que todos los elementos sean los adecuados para nuestra aplicación.

En esta entrada comenzaremos explicando lo que se necesita saber para diseñar correctamente el chasis de nuestro robot. En las siguientes entradas hablaremos de los motores, ruedas, baterías y electrónica. 

El chasis de nuestro robot

Diseñar el chasis de un robot no es una cuestión trivial. Hay muchos factores que se deben tener en cuenta:  la forma, el tamaño, el peso, el material de fabricación, la distribución del peso, la separación de las ruedas, la altura del chasis con respecto al suelo, etc. Todos estos factores van a influir en el movimiento del robot, en la manera en que toma las curvas y sale de ellas. Para saber de forma exacta cómo influyen todos estos parámetros, necesitaríamos hacer una análisis mecánico muy complejo, por lo que en principio vamos a fabricar nuestro chasis basándos en tres reglas básicas:

1.- Hacer el chasis lo más ligero posible. El motivo es que vamos a utilizar unos motores muy rápidos pero que tienen muy poca fuerza, por lo que no serían capaces de mover un chasis pesado. Ojo, cuando hablamos de ligero, nos referimos a que nuestro robot puede pesar como máximo 120 gramos!! Por eso es muy importante elegir correctamente el material de fabricación.

2.- Alejar los sensores del eje de tracción del robot. Esto permitirá al robot "ver" con antelación cómo es el circuito, detectar las curvas antes de que llegue a ellas, anticiparse a las curvas.

3.- Conseguir que el centro de gravedad del robot se sitúe en el eje de los motores. De esta forma tendremos la máxima tracción y estabilidad en las curvas, lo que nos permitirá aumentar la velocidad del robot.

Una vez que conocemos los principales criterios, veremos qué forma le damos al chasis, y qué material utilizamos para fabricarlo:

Forma del chasis

Si echamos una ojeada en Internet a otros robots velocistas, veremos que la mayoría de ellos tienen más o menos la misma forma:

                   

                        

Como se puede observar, todos los robots velocistas tienen una forma parecida: en la parte trasera, donde está la tracción del robot, se sitúa la electrónica y la batería, mientras que los sensores que detectan la línea negra se encuentran en la parte delantera, unida al cuerpo del robot mediante un largo brazo. Esto se hace así para que haya una cierta distancia entre los sensores y los motores, de forma que el robot "vea" antes las curvas del circuito y se pueda anticipar a ellas.

Ya hemos visto que nuestro robot debe tener un brazo, pero ¿cuál es la longitud adecuada del brazo? Eso depende... cuanto más largo sea el brazo, mayor será la separación entre sensores y motores, por lo que podrá anticiparse mejor a las curvas. Pero si la curva es muy cerrada, un brazo demasiado largo puede hacer que no tome la curva correctamente. Por tanto, el tamaño del brazo dependerá del tipo de circuito que tenga que recorrer nuestro robot. Cuanto más cerradas sean las curvas, más corto debería ser el brazo. Imagina la dificultad que tiene un camión largo para tomar una curva muy cerrada. En principio, en el concurso Desafío Robot las curvas más cerradas tienen un radio de 10 cm, que es bastante poco, por lo que nuestro robot no deberá tener un brazo demasiado largo. Debería ser algo parecido al siguiente robot, diseñado para un curso de robótica en la Campus Party Valencia 2010.

En todo caso, lo más importante en cuanto al diseño del chasis es que, una vez colocados todos los componentes del robot, el centro de gravedad debe quedar sobre el eje de los motores, o un poco por delante de él. De esta forma el robot tendrá mayor estabilidad al tomar las curvas. Esto lo conseguiremos compensando el peso del brazo, que está por delante del eje de los motores, con el peso de las batería y la electrónica, que deberán sobresalir ligeramente por detrás del eje de los motores.

Por último comentar que la distancia entre las ruedas también es importante. Si la distancia entre las ruedas es pequeña, el robot será capaz de girar con rapidez, pero por contra pequeñas diferencias de velocidad en los motores provocarán que el robot no vaya recto y tenga que rectificar constantemente, perdiendo tiempo.

Una vez que tenemos más o menos clara la forma del chasis (el diseño final lo obtendremos después de probar varios prototipos), vamos a analizar qué material debemos emplear para su fabricación.

Material para fabricar el chasis

Para hacer el chasis lo más ligero posible tenemos que elegir cuidadosamente el material con el que lo fabricaremos. Tiene que ser un material resistente pero ligero, y a ser posible que sea fácil de mecanizar. Como suele ocurrir, no existe una única opción, sino una serie de posibilidades, cada una con sus ventajas e inconvenientes. A continuación analizamos 3 posibles materiales para nuestro chasis:

·                     PVC expandido: también llamado forex o PVC espumado, es un plástico derivado del vinilo. Se trata de un material resistente, ligero y fácil de mecanizar, ya que se puede cortar simplemente con un cutter. Se vende en láminas de diferentes tamaños y grosores. Para nuestra aplicación, un grosor de 3mm puede ser lo más adecuado.

                   Metacrilato: se trata de un tipo de plástico, también conocido como acrílico de vidrio. Al igual que el PVC expandido, es un plástico ligero pero resistente, aunque es más difícil de mecanizar. Se vende en planchas o láminas de diferentes tamaños y grosores, desde 2 mm hasta 120 mm. Para nuestro robot, un grosor de 2mm sería suficiente.

alumnos del pasado curso con metacrilato·                     PCB (Printed Circuit Board): Una opción muy interesante es que el chasis de nuestro robot sea la propia PCB o placa de circuito impreso, donde irán conectados todos los componentes electrónicos. De esta forma nos evitamos poner la placa electrónica sobre el chasis, ya que juntamos la electrónica y el chasis en una única pieza. Como ejemplo os mostramos una fotografía del robot Prometeo, campeón del Desafío Robot 2012. Como se pueda apreciar, la placa donde van los componentes hace las veces de chasis. Esta opción es sin duda la más interesante si ya tenemos claro el diseño final del chasis, pero mientras estemos trabajando con prototipos será conveniente utilizar metacrilato o PVC expandido, que permiten una manipulación mucho más sencilla.

Existen muchas más opciones para fabricar el chasis de nuestro robot. Se pueden usar otros materiales plásticos, como el poliestireno, o incluso madera de balsa, que también es muy ligera y se utiliza en aeromodelismo. También se puede utilizar una "placa de topos" que sirva para conectar los componentes electrónicos y a la vez funcione como chasis. Nosotros finalmente hemos decidido hacer los prototipos de nuestro chasis con PVC expandido. Cuando tengamos un diseño de chasis que obtenga buenos resultados en las pruebas, lo realizaremos en una placa de circuito impreso, que será nuestro diseño definitivo.

Pues hasta aquí todo lo que teníamos que contaros sobre el chasis del robot. En la próxima entrada hablaremos de dos elementos muy importantes en un robot velocista/rastreador: los motores y las ruedas.

Elaborado por : Jhonnatahan David Torres Quintero

                                                               Diploma del Juego

                                                                              Navidad

                                                                         año nuevo