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 elálgebra, los autómatas
programables y las máquinas de
estados.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots
Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de
dicha obra, la palabra checa robota,
que significa trabajos
forzados, fue traducida al inglés como robot.
La historia de
la robótica va unida a la construcción de "artefactos", que trataban
de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo
descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres
Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía. El ajedrecista
automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el
término "automática" en relación
con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas.
Clasificación de los robots
La que a continuación
se presenta es la clasificación más común:
§ 1ª
Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo
sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
§ 2ª
Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido
ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de
un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos
mientras el robot le sigue y los memoriza.
§ 3ª
Generación.
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que
ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice
los movimientos necesarios.
§ 4ª
Generación.
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen
sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del
proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del
proceso en tiempo real.
Según su arquitectura
La arquitectura, es definida
por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El
concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para
incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su
configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles,
desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta
los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o
subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse
bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy
diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los
mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots,
con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: poliarticulados,
móviles, androides, zoomórficos e híbridos.
§ 1. Poliarticulados
En este grupo se
encuentran los Robots de muy diversa forma y configuración, cuya característica
común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser
guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover
sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más
sistemas de coordenadas, y con un número limitado de grados de libertad. En
este grupo, se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los
Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo
relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría
vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
§ 2. Móviles
Son Robots con gran
capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un
sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose
por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos
Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de
fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación
electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas
detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y
están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
§ 3. Androides
Son Robots que intentan
reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser
humano. Actualmente, los androides son todavía dispositivos muy poco
evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al
estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y
sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción
bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y
coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el
equilibrio del Robot.
§ 4. Zoomórficos
Los Robots zoomórficos,
que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los
androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas
de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad
morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los
Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores.
El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado.
Los experimentos efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados
acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación.
Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numerosos y están siendo
objeto de experimentos en diversos laboratorios con vistas al desarrollo
posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteados o autónomos, capaces de
evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots
serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de
los volcanes.
§ 5. Híbridos
Corresponden a aquellos
de difícil clasificación, cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de
las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por
ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo,
uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
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