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 observem la forma i el funcionament dels diferents tipus de robots podem deduir que tots tenen una mica en comun: L'estructura o xassís és l'encarregada de donar-li forma al robot i sostenir els seus components. Pot estar constituïda per nombrosos materials, com plàstics, metalls, etc. i tenir moltes formes diferents. Així com en la naturalesa, els robots poden ser del tipus "endoesqueleto", on l'estructura és interna i els altres components externs, o "exoesqueleto", on l'estructura està per fora i cobreix els altres elements. Les formes de les estructures són d'allò més variades, tant fins a on la imaginació i l'aplicació que se li va a donar al robot ho permetin. Les fonts de moviment són les quals li atorguen moviment al robot. Una de les més utilitzades és el motor elèctric.

Un motor és un dispositiu que converteix l'energia elèctrica en energia mecànica rotacional que s'utilitza per a donar-li moviment a rodes i altres mitjans de locomoció. En robòtica s'utilitzen motors de CC (corrent continu), servomotores i motors pas a pas. Una font de moviment nova que va aparèixer recentment en el mercat són els músculs elèctrics, basats en un metall especial cridat Nitinol. Quan les fonts de moviment no manegen directament els mitjans de locomoció del robot, es precisa una interface o mig de transmissió de moviment entre aquests dos sistemes, que s'utilitza per a augmentar la força o per a canviar la naturalesa del moviment, per exemple per a convertir un moviment circular en lineal, o per a reduir la velocitat de gir. Se solen emprar conjunts d'engranatges per a tal fi, encara que també s'usen rodes de fricció o corrioles i corretges.

Els mitjans de locomoció són sistemes que permeten al robot desplaçar-se d'un lloc a un altre si aquest ha de fer-lo. El més utilitzat i simple és el de les rodes i li segueixen en importància les cames i les erugues. Alguns robots han de sostenir o manipular alguns objectes i per a això empren dispositius denominats de manera general mitjans d'agarri. El més comú és la mà mecànica, cridada en anglès "gripper" i derivada de la mà humana.

En els robots industrials s'usen mecanismes especials per a sostenir eines o peces de formes determinades. La font d'alimentació dels robots depèn de l'aplicació que se'ls doni als mateixos, així si el robot s'ha de desplaçar autònomament, s'alimentarà segurament amb bateries elèctriques recargables, mentre que si no requereix desplaçar-se o només ho ha de fer mínimament, es pot alimentar mitjançant corrent altern a través d'o convertidor. En els robots de joguina o didàctics es poden emprar bateries comunes o piles, i en els de molt baix consum cel·les solars. Els sensors li permeten al robot a manejar-se amb certa intel·ligència a l'interactuar amb el mitjà. Són components que detecten o perceben certs fenòmens o situacions. Aquests sensors pretenen en certa forma imitar els sentits que tenen els éssers vius. Entre els diferents sensors que podem trobar estan les fotoceldas, els fotodíodes, els micròfons, els sensors de toc, de pressió, de temperatura, d'ultrasons i fins i tot càmeres de video com part important d'una "visió artificial" del robot. 

Els circuits de control són el "cervell" del robot i en l'actualitat estan formats per components electrònics més o menys complexos depenent de les funcions del robot i del que hagi de manejar.

Actualment els moderns microprocessadors i microcontroladors, així com altres circuits específics per al maneig de motors i relés, els convertidors A D/i D/A, reguladors de voltatge, simuladors de veu, etc. permeten dissenyar i construir targetes de control per a robots molt eficients i de cost no molt elevat. El baix cost actual d'una computadora personal permet utilitzar-la per a controlar robots de qualsevol tipus utilitzant els grans avantatges que suposa dita dispositiva. Passant a l'entorn industrial, podem observar el següent en els dispositius que es troben instal·lats en moltíssimes fàbriques: En els sistemes automàtics de manipulació de peces o objectes podem distingir tres parts estructurals molt bé definides.

  • La primera és la màquina pròpiament aquesta, o sigui tot el sistema mecànic i els motors o actuadores i el sistema d'agarri o subjecció dels objectes. * Els sensors de força, visió i so són detectors necessaris perquè la màquina sàpiga exactament l'estat de totes les variables que precisa per a una correcta actuació.
  • El sistema de control i el llenguatge de programació formen el sistema de presa automàtica de decisions, que inclou la planificació, el control dels moviments i la interpretació de les dades que aporten els sensors.

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