Robótica Móvil

   Limpian nuestros hogares, nos ayudan en el trabajo, exploran el universo por nosotros y en ocasiones nos divierten nos referimos a los robots. En el artículo pasado hablamos de robots que desarrollan diversas tarea pero que están sujetos a un espacio definido, no pueden moverse del lugar en que son ubicados antes de ponerse a trabajar, esta tipo robots fueron indispensables para el estudio y desarrollo de robots mas sofisticados,  nos referimos a los robots móviles.

    Los robot hoy en día son utilizados en mas lugares y se han convertido en una herramienta fundamental para el desarrollo de diversas tareas, sin embargo no siempre se pude poner un Robot donde se desea, entonces ¿Cómo podemos llevar un Robot a donde queremos? Esta respuesta es fácil de contestar: “hay que hacer que se mueva” el problema es el ¿Como? Los investigadores encuentran la solución en la naturaleza, casi todos los métodos de locomoción están tomados de los animales y de las personas con excepción de los robots que se mueven con llantas.

     La locomoción de un robot a otro puede ser diferente, y esto depende del medio ambiente en el cual van a desplazarse, hay robots que utilizan patas para desplazarse, de este tipo podemos encontrar los que usan dos, cuatro y seis extremidades, estos últimos tiene una apariencia apreciada a insectos y tienen diversas formas de mover sus patas para conseguir desplazarse, los que utilizan dos patas tienen una forma de camina al de las personas a estos se les conoce como Humanoides, estos robots pueden desarrollar varias tareas y son la elección perfecta para el trabajo en conjunto con las personas, aunque algunos son utilizados para diversión de las personas como los robots que bailan y los robots que juegan futbol. De la misma manera los robots con cuatro patas se han utilizado para jugar futbol de este tipo se han visto equipos de perros robots, el Dog Aibo de Sony es de los mas populares en este aspecto, este es un robot que pude ser utilizado como mascota, por sus sensores puede detectar que le dan una palmada, puedes jugar con el e incluso se le puede llamar para que vaya asía donde estamos.

     Los robots antes mencionados no son con los únicos que se han utilizado para jugar partidos de futbol, robots con ruedas de formas variadas participan de igual manera para cumplir el reto, aunque robots son mas conocidos por ser grandes peleadores de sumo, al igual que los humanos estos robot deben de sacar a su contrincante del ring.

     Todos estos robots se pueden observar en los diversos mundiales que se realizan en diferentes partes del mundo, donde profesores y alumnos de varios países pueden demostrar el desarrollo tecnológico, los conocimientos y las habilidades que tienen en Robótica. Los robots móviles no son utilizados únicamente para diversión de la gente, dentro de los laboratorios estos Robots estos han sido utilizados para explorar lugares donde las personas no pueden llegar, el robot Spirit fue enviado a Marte para explorar su superficie, sin embargo el espacio no es el único lugar que se explora con la ayuda de robots, éstos se han enviado a varias parte de la tierra que son peligrosas para las personas como volcanes y aguas profundas.

      ¿Por qué se hacen tantas competencias de robótica? En estos torneos los alumnos y profesores pueden encontrar una manera divertida de estudio, la finalidad de estas competencias es el estudio y desarrollo de métodos para que los robots cumplan el objetivo para lo que son programados, este tipo de robots necesitan una programación mas compleja que los industriales, su entorno cambia constantemente y las acciones que deben de tomar no siempre son las mismas, el trabajo que se desarrolla con ellos es para mejorar las técnicas que hacen que estos robots se muevan e interactúen.

      El trabajo que se hace sobre robótica móvil es tan amplio que se requieren expertos en varios campos que conforman la robótica para lograr que un robot cumpla correctamente con todos los requisitos que se exigen, sin duda alguna hacer un robot móvil que es operado no es tan complicado como hacer uno totalmente autónomo, se requiere Inteligencia Artificial, Teorías de Control, Mecánica,  Visión Artificial, Electrónica entre otras. 

     No cabe duda que los robots se ganar un lugar en nuestra sociedad, por el momento no es posible ir a la tienda y comprar un súper robot que nos ayude a todas las tareas diarias, pero ya existen algunos que nos ayudan en tareas en el Hogar, en la Industria, la Seguridad e incluso en los Hospitales. Se espera que para el 2020 uno pueda comprar un robot que haga prácticamente de todo a un precio accesible pero por ahora estos robots solo se encuentran dentro de los laboratorios donde son mejorados día tras día.

Robótica Industrial

     La televisión y el cine nos han dejado una imagen de los robots similares a las de Terminator o Robocob, aun así no son del todo equivocadas estas ideas, ASIMO de Honda uno de los robot más representativo con estas características tiene una apariencia parecida a un niño entre 8 y 10 años con una mochila en su espalda pero no todos los Robots tienen la forma de un humano, la mayoría de los robots con forma antropomórfica que se pueden encontrar a la venta son grandes brazos mecánicos, los cuales son utilizados principalmente en la industria.

     A este tipo de robot se les conoce como Robots Industriales, anteriormente en el artículo de Robótica Colaborativa definimos a un robot como  “un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, a través de movimientos variables programados, para el desempeño de tareas diversas”, partiendo de esa idea es fácil deducir como es que se toma la decisión de utilizar máquinas  con la forma de un brazo humano, esta puede ser la mejor herramienta que podemos tener ya que nos permite realizar diversas tareas con gran precisión y exactitud.

     Un brazo robot esta constituido por una cadena cinemática, la cinemática estudia el movimiento sin considerar la fuerza, esta cadena esta formada por partes rígidas, a éstas piezas se le conocen como eslabones, para unir dos  o más eslabones se utilizan piezas que permiten que éstos tengan movimiento y ellos se les llaman articulaciones, cada articulación le proporciona al robot un grado de libertad, al final de la cadena el robot esta dotado de una herramienta la cual le permite hacer el trabajo para el cual fue creado.

     ¿Cómo funciona un Robot Industrial? Las personas podemos mover nuestros brazos con gran facilidad, podemos llevarlos fácilmente a un lugar para tomar o dejar algún objeto aunque en ocasiones no siempre se puede llegar a una posición en especial, para un robot es igual, los lugares que un robot puede alcanzar para desarrollar su trabajo se lo conoce como espacio de trabajo, esta área o volumen esta restringida por las articulaciones que conforman al robot.

     Para mover este tipo de Robots se puede hacer de diferentes formas, una de ellas es mediante un control en donde un operador controla las acciones del robot, otra forma es mediante una computadora o control autónomo el Robot se mueva a través de trayectorias previamente guardadas y realice el trabajo para lo que fue programado de manera autónoma. Para que un robot pueda moverse y llegar al lugar que se desea es necesario hacer cálculos para saber cuanto se debe de mover una articulación y la dirección correcta, un método para calcular el movimiento es el Algoritmo de Denavit- Hartenberg, por el cual mediante un estudio matricial se puede establecer un sistema de coordenadas de los eslabones para determinar las ecuaciones toda la cadena cinemática por medio de transformaciones de rotación y translación .

     ¿Qué mas necesitamos saber sobre estos robots?, si pretendemos comprar o hacer un Robot de este tipo, tenemos que tomar en cuenta las características que deben de cumplir para realizar el trabajo que deseamos. Una de ellas es la precisión, esta propiedad se refiere a la distancia entre un punto que fue programado  y el valor medio de los puntos cuando se repite el movimiento, la precisión de un robot depende de tres factores: la resolución, exactitud y repetibilidad, la primera se refiere al mínimo incremento en el movimiento del robot, la segunda trata sobre la habilidad que tiene un robot para mover su extremo final a un punto señalado en el espacio de trabajo, finalmente la repetibilidad es la capacidad de llevar al robot a un mismo punto las veces que sean necesarias.

     Ya hablamos de las características de los robots pero como son en realidad estos robots, se menciono que tiene forma de un brazo humano aunque algunos no tienen tanto parentesco a él, los Robots Industriales pueden clasificarse según su morfología de la siguiente manera:

• Robot Cartesiano. Tienen tres articulaciones las cuales son lineales, lo que le permite moverse por el espacio sobre los ejes “x”, “y” y “z” donde cada articulación esta sobre un eje.
• Robot Cilíndrico. Este robot es similar al Cartesiano, lo que diferencia uno del otro es que la articulación mas cercana a la base tienen un movimiento de rotación.
• Robot Polar. Los robots con este tipo de morfología están constituidos por una articulación de rotación, una angular y una lineal, el espacio de trabajo de estos robots es parecido al de una esfera.
• Robot Angular. Como su nombre lo dice este robot se compone de articulaciones angulares, y una rotacional cerca de la base y este es el robot mas parecido a un brazo humano también es conocido como brazo articulado.
•  Robot SCARA. Quiere decir Selective appliance arm robot for assembly y este robot esta formado por dos articulaciones de rotación y una lineal que le permite subir y bajar al elemento terminal.

     Las fabricas están inundadas con este tipo de robots, aunque no es el único lugar en donde los utilizan ya que se puede sustituir el elemento terminal que suele ser una pinza por alguna otra herramienta. Estos robots son fáciles de controlar ya que su espacio de trabajo esta muy bien definido y el trabajo que realizan es único, no es de sorprenderse que las líneas de producción sean largas cadenas de robots realizando trabajos en conjunto para desarrollar un automóvil o una televisión. Los Robots Industriales fueron un parte aguas en la industria pero ahora un nuevo tipo de robots están llegando, maquinas que no están sujetas al piso y que conviven con otras de manera diferente, estos son los robots móviles.