Robòtica 2007

De Lledonerwiki
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Contingut

Introducció

...que farem en aquest treball...

Què és un robot

Un robot és un dispositiu generalment mecànic, que desenvolupa tasques automàticament, ja sigui d'acord a supervisió humana directa, a través d'un programa informàtic predefinit o seguint un conjunt de regles generals, utilitzant tècniques d'intel·ligència artificial. Generalment aquestes tasques substitueixen, imiten o estenen el treball humà, com l'assemblatge en línies de manufactura, la manipulació d'objectes pesats o perillosos, el treball a l'espai, etc.

Què és la tecnologia del control i la automàtica

En l'era de l'automatització, la tecnologia de control automàtic ha adquirit el més alt significat per als moderns sistemes tècnics. Els bucles optimitzats de control contribuïxen a l'estalvi de recursos tals com energia i matèria primera, i, a més, asseguren la qualitat dels productes. Per altra banda, amb la integració de la tecnologia de control, es poden elaborar productes intel·ligents i innovadors, la qual cosa constituïx la base per a mantenir la competitivitat en el mercat mundial. L'ampli camp d'aplicacions d'aquesta tecnologia va des dels sistemes antibloqueo de frens en l'automòbil, passant pel pilot automàtic dels avions de gran capacitat, fins a arribar al control de posició d'un satèl·lit o una nau espacial; o també des del mesurament automàtic d'enfocament en una petita càmera fotogràfica, passant pel control de la climatització en un edifici d'oficines, fins a arribar al control de processos d'una gran instal·lació d'alta tecnologia per a processos de la indústria química. Amb el sistema d'instrucció en tecnologia de control, els estudiants poden accedir als coneixements bàsics d'aquesta tecnologia, i també als temes avançats de la mateixa, d'una manera transparent i propera a la pràctica. Per a això s'empren moderns sistemes d'instrucció tals com reguladors de funcionament digital i sistemes d'instrucció multimèdia, per a així transmetre a l'estudiant la capacitat necessària per a actuar en la pràctica.


La idea de l'home de crear essers dotats de inteligència no és gens moderna. Com en molts d'altres casos les primeres referències les trobem a l'antiga Grècia i en la seva mitologia. Durant els primers segles de la nostra història tot el que es tenia eren referències mitològiques, el mite de Hefesto i el seu Talos i de Pigmalió amb la seva Galatea en són els exemples més rellevants. Però en l'històtia antiga a més dels mites grecs també hi tenim algunes referències a estatues capaces de realitzar moviments, que semblaven vives segons alguns. Aquestes estatues deixen pas als automates, que amb major o menor complexitat, juntament amb la lògica han omplert la història de la IA fins a principis del segle XX i l'aparició dels primers ordinadors. La història de la lògica va molt lligada a la història de la IA. [edit] Mites Com ja hem dit, el concepte de maquines pensants, no és gens modern, resulta ser tant antic com la nostra pròpia història. Les primeres referències les trobem en la mitologia grega, en un Deu menor, el que podríem considerar el primer enginyer de robots, Hefest. Hefest era el Deu del foc i el ferrer diví, però no fou un Deu amb els atributs característics d’aquests, a diferència dels altres era una divinitat poc agraciada i amb alguna disminució física. El seu aspecte poc agraciat i la seva disminució, deguda a motius diversos segons diverses llegendes*, varen provocar que la seva mare, Hera el desterrés de l’Olimp. right Al ser desterrat, Hefest es va haver d’adaptar a la vida terrenal, i per superar els problemes deguts a la disminució es va construir uns ajudants, dues estàtues femenines daurades dotades de intel•ligència. Aquestes varen ser les seves primeres creacions, més endavant en feu d’altres, com una sèrie de petits robots que servien en les festes de l’Olimp i quan acabaven tornaven soles cap a casa. Però les seves creacions més importants i reconegudes foren dos encàrrecs que rebé de Zeus. El primer fou un encàrrec d’un regal per Europa, Talos. Talos va ser una estàtua de bronze que tenia com a objectiu vigilar la illa de Creta, patrullar les seves platges i evitar qualsevol intrusió. Cal assenyalar però que el més destacat de Talos no era la seva vida artificial, sinó la seva força i la seva immortalitat, això era el que el feia més especial. L’altre gran creació de Hefest, en col•laboració amb altres Deus fou Pandora, més coneguda per la seva caixa. Hefest, a encàrrec de Zeus, li va dona la forma i la vida, Venus la bellesa, Atenea la saviesa, Mercuri l’enginy, cada Deu li va donar els seus dons.

Aquests són les dues primeres referències de la IA, amb uns atributs ben diferents dels objectius més apreciat i buscats actualment en la recerca en IA, la immortalitat i la curiositat.

De la mateixa època tenim altres personatges com Galatea, la obra d’art de Pigmalió que s’acaba convertint en la seva dona, però aquí la història ja és diferent. Aquí l’artífex de la vida artificial no és l’habilitat de l’artista, sinó el desig d’aquest i els poders dels Deus.

Elements d'un robot

Estructura

Are analitzarem els components dels robots desde el punts de vista diferents,desde un punt de vista general,i desde un punt de vista industrial


Com tot dispositiu funcional,els robots tenen una estructura formada per distints sistemes o subsistemes y components

Si observamos la forma y el funcionamiento de los diferentes tipos de robots podemos deducir que todos tienen algo en comun:

La estructura o chasis es la encargada de darle forma al robot y sostener sus componentes. Puede estar constituida por numerosos materiales, como plásticos, metales, etc. y tener muchas formas diferentes.

Así como en la naturaleza, los robots pueden ser del tipo "endoesqueleto", donde la estructura es interna y los demás componentes externos, o "exoesqueleto", donde la estructura está por fuera y cubre los demás elementos.

Las formas de las estructuras son de lo más variadas, tanto hasta donde la imaginación y la aplicación que se le va a dar al robot lo permitan.

Las fuentes de movimiento son las que le otorgan movimiento al robot. Una de las más utilizadas es el motor eléctrico.

Un motor es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en energía mecánica rotacional que se utiliza para darle movimiento a ruedas y otros medios de locomoción.

En robótica se utilizan motores de CC (corriente continua), servomotores y motores paso a paso.

Una fuente de movimiento nueva que apareció recientemente en el mercado son los músculos eléctricos, basados en un metal especial llamado Nitinol.

Cuando las fuentes de movimiento no manejan directamente los medios de locomoción del robot, se precisa una interface o medio de transmisión de movimiento entre estos dos sistemas, que se utiliza para aumentar la fuerza o para cambiar la naturaleza del movimiento, por ejemplo para convertir un movimiento circular en lineal, o para reducir la velocidad de giro.

Se suelen emplear conjuntos de engranajes para tal fin, aunque también se usan ruedas de fricción o poleas y correas.

Los medios de locomoción son sistemas que permiten al robot desplazarse de un sitio a otro si éste debe hacerlo. El más utilizado y simple es el de las ruedas y le siguen en importancia las piernas y las orugas.

Algunos robots deben sostener o manipular algunos objetos y para ello emplean dispositivos denominados de manera general medios de agarre.

El más común es la mano mecánica, llamada en inglés "gripper" y derivada de la mano humana.

En los robots industriales se usan mecanismos especiales para sostener herramientas o piezas de formas determinadas.

La fuente de alimentación de los robots depende de la aplicación que se les dé a los mismos, así si el robot se tiene que desplazar autónomamente, se alimentará seguramente con baterías eléctricas recargables, mientras que si no requiere desplazarse o sólo lo debe hacer mínimamente, se puede alimentar mediante corriente alterna a través de u convertidor.

En los robots de juguete o didácticos se pueden emplear baterías comunes o pilas, y en los de muy bajo consumo celdas solares.

Los sensores le permiten al robot a manejarse con cierta inteligencia al interactuar con el medio. Son componentes que detectan o perciben ciertos fenómenos o situaciones.

Estos sensores pretenden en cierta forma imitar los sentidos que tienen los seres vivos.

Entre los diferentes sensores que podemos encontrar están las fotoceldas, los fotodiodos, los micrófonos, los sensores de toque, de presión, de temperatura, de ultrasonidos e incluso cámaras de video como parte importante de una "visión artificial" del robot.

Los circuitos de control son el "cerebro" del robot y en la actualidad están formados por componentes electrónicos más o menos complejos dependiendo de las funciones del robot y de lo que tenga que manejar.

Actualmente los modernos microprocesadores y microcontroladores, así como otros circuitos específicos para el manejo de motores y relés, los conversores A/D y D/A, reguladores de voltaje, simuladores de voz, etc. permiten diseñar y construir tarjetas de control para robots muy eficientes y de costo no muy elevado.

El bajo costo actual de una computadora personal permite utilizarla para controlar robots de cualquier tipo utilizando las grandes ventajas que supone dicho dispositivo.

Pasando al entorno industrial, podemos observar lo siguiente en los dispositivos que se encuentran instalados en muchísimas fábricas:

En los sistemas automáticos de manipulación de piezas u objetos podemos distinguir tres partes estructurales muy bien definidas.

   * La primera es la máquina propiamente dicha, o sea todo el sistema mecánico y los motores o actuadores y el sistema de agarre o sujeción de los objetos.
   * Los sensores de fuerza, visión y sonido son detectores necesarios para que la máquina sepa exactamente el estado de todas las variables que precisa para una correcta actuación.
   * El sistema de control y el lenguaje de programación forman el sistema de toma automática de decisiones, que incluye la planificación, el control de los movimientos y la interpretación de los datos que aportan los sensores.

Actuadors

Els actuadors son aquells elements que poden provocar uns efectes sobre un procés automatitzat. Els més empleats son els següents:

-Cilindres neumàtics i hidràulics:realitzen el moviments lineals. -Motors neumàtics i hidràulics:realitzen moviments de gir mitjançant d'energia hidràulica o neumàtica. -Vàlvules:n'hi ha de mando directa,motoritzades i electroneumàtiques.S'empleen per regular el caudal de gasos i líquids. -Recistències calefactores:s'usen per encalentir el motor. -

Sensors

Un sensor és un dispositiu que detecta fenòmens físics, com per exemple: l'energía, la velocitat, l'accelaració, el tamany, la quantitat, etc. Podriem dir també que un dispositiu una de les seves propietats és detectar una senyal, o fa perque un alte element la pugui interpretar.

Unitat de control

La recerca de la unitat de control se centra en les àrees seguents:la robòtica, la visió per ordinador, i els sistemes avancats de control.

Funcionament bàsic d'un robot i el seu control

− Introducción:

Todos los seres vivos tienen “órganos” encargados de percibir su entorno, y gracias a ellos pueden sobrevivir. Estos “órganos” son sensores que captan información del exterior para mandarla a la central de proceso (cerebro ↔ controlador) y dar una respuesta, que es llevada a cabo por los actuadores (músculos, ligamentos,... ↔ motores, displays,..). Al igual que hay infinitud de seres vivos cada uno con una forma y características adecuadas a su manera de vivir, existen o se pueden crear multitud de robots los cuales dependiendo su finalidad estarán compuestos de unos determinados elementos. Una parte muy importante del diseño de microrobots es el estudio de su funcionamiento y de su entorno habitual, ya que a partir de este estudio tenemos que elegir los componentes que van a formar parte del robot. Para dotar a estas maquinas la capacidad de realizar pequeñas tareas de forma independiente es necesario dotarlas de sensores, a partir de los cuales conocen su entorno y pueden llevar a cabo múltiples funciones.

Classificació dels diferents tipus de robot

Per què es fan servir els robots

Els robots a la xarxa

Eines de l'usuari