Máquinas que imitan a los hombres

Es objeto del presente artículo dar conceptos, definiciones e historia de la robótica, así como su aplicación en los procesos de producción. En la actualidad, se han desarrollado sistemas con robot o brazos mecánicos con aplicaciones desde paletizado, soldadura, manejo de materiales, llenado de bolsas con producto terminado (galletas, dulces etc.), ensamble de partes electrónicas, aplicación de pintura, cortes por agua a presión, láser, con sistemas de visión, usuales para la industria alimenticia, automotriz, de vidrio, farmacéutica, así como en centros de distribución donde se manejan materiales pesados.

Especial

Víctor Hugo Pérez Cordero y Rafael Almanza Balcázar

Introducción

Concepto de Robótica

De forma general, la robótica se define como: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poliarticuladas, dotados de un determinado grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o a la sustitución del hombre en muy diversas tareas. Un sistema robótico puede describirse como "aquél que es capaz de recibir información, de comprender su entorno a través del empleo de modelos, de formular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su operación".
La robótica es esencialmente pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y de la informática, así como en los de nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia artificial.

Historia de la Robótica

En las historias de robots de Isaac Asimov, éste preveía un mundo futuro en el cual existían reglas de seguridad para que los robots no pudieran ser dañinos para los seres humanos, por tal razón Isaac Asimov propuso las siguientes tres leyes para la robótica:

1. Un robot no puede dañar a un ser humano o, a través de la inacción, permitir que se dañe a un ser humano.

2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto cuando tales órdenes estén en contra de la primera ley.

3. Un robot debe proteger su propia existencia siempre y cuando esta protección no entre en conflicto con la primera y segunda ley.

La robótica abre una nueva y decisiva etapa en el actual proceso de mecanización y automatización creciente de los procesos de producción. Consiste esencialmente en la sustitución de máquinas o sistemas automáticos que realizan operaciones concretas por:

• Dispositivos mecánicos que realizan operaciones concretas.

• Dispositivos mecánicos de uso general, dotados de varios grados de libertad en sus movimientos y capaces de adaptarse a la automatización de un número muy variado de procesos y operaciones.

La robótica se ha caracterizado por el desarrollo de sistemas cada vez más flexibles, versátiles y polivalentes, mediante la utilización de nuevas estructuras mecánicas y de nuevos métodos de control y percepción.

La prehistoria

La palabra robot surge con la obra RUR, los "Robots Universales de Rossum" de Carel Capee; es una palabra checoslovaca que significa trabajador, sirviente. Sin embargo podemos encontrar en casi todos los mitos de las diversas culturas una referencia a la posibilidad de crear un ente con inteligencia, desde el Popol-Vuh de nuestros antepasados mayas hasta el Golem del judaísmo. Desde la época de los griegos se intentó crear dispositivos que tuvieran un movimiento sin fin, que no fueran controlados ni supervisados por personas. En los siglos xvii y xviii la construcción de autómatas humanoides fabricados con mecanismos de relojería por Jacques de Vaucanson, Pierre Henri-Louis, Jaquet- Droz, como el escribiente, the Draughtsman, el músico Henri Maillar DET (1800), Olimpia de la ópera de Offenback de Hoffman, fortalecieron la búsqueda de mecanismos que auxiliaran a los hombres en sus tareas. Estos autómatas desataron controversias alrededor de la posible inteligencia que pudieran tener estos dispositivos pesados y en la búsqueda de la posibilidad de crear vida artificialmente.
El escribiente hacía mofa de la frase de Descartes de "Pienso luego existo”, parafraseándola al escribir "Escribo luego existo". Los fraudes surgieron como en el caso del ajedrecista, en el que un muñeco mecánico daba respuesta a jugadas de ajedrez, comprobándose más tarde que era un enano encerrado en la caja del muñeco el que daba las respuestas y movía el muñeco. Todos estos mitos anteceden a la obra Kapec, en la que se plantea la construcción de robots para liberar a las personas de la carga pesada de trabajo. Sin embargo, esta ficción y la creada por Asimov, junto con los desarrollos mecánicos de máquinas como el telar de Thaillard, motiva a George Devol a crear el origen de los robots industriales, un manipulador que sería parte de una célula de trabajo.

Generaciones de robótica

La clasificación de los robots se establece de diversas maneras, temporalmente:

• Por su funcionalidad
• Por su geometría
• Por la inteligencia

por lo tanto, el hablar de generaciones de robots se puede plantear desde esos diversos puntos de vista.
La inteligencia artificial es una de las áreas más fascinantes y con más retos de las ciencias de la computación, ya que ha tomado a la inteligencia como la característica universalmente aceptada para diferenciar a los humanos de otras criaturas ya sean vivas o inanimadas, para construir programas o computadoras inteligentes. Hay preguntas profundas que surgen al hacer esta comparación, y la posibilidad de construir una inteligencia maquinista genera y estimula reacciones fuertes. En particular, porque no hay una definición unánime de inteligencia para todas las áreas del conocimiento y todas las corrientes de pensamiento, y como establece McFarland, la inteligencia sólo la podemos medir por el resultado, es decir, podemos apreciar y diferenciar si un comportamiento es o no inteligente.
La investigación en inteligencia artificial se ha disparado buscando solución al problema si las máquinas pueden pensar. El saber si una máquina es inteligente o "ha sido enseñada a pensar" se basa en el despliegue de características que así la califican, de manera que al ’continuum’ que se presenta en la definición y reconocimiento de lo que es inteligencia, se agrega el de las máquinas. Alan M. Turing propuso una prueba denominada el “Juego de la imitación”, que actualmente se conoce como la prueba de Turing, la pretensión de la prueba es tener una herramienta objetiva no ambigua de lo que significa que una máquina pueda pensar en un lenguaje operativo.

Tradicionalmente en computación, la robótica se ha visto como un área de aplicación del conocimiento en la que se integran diversos conceptos de la IA. Según Firebaugh, la IA es el área tecnológica que necesita ser desarrollada y dominada (conocida a fondo) para acelerar la evolución de los robots. Esta visión se deriva de los aspectos en los que la IA ha contribuido con técnicas para la comprensión de la robótica y son:

• Reconocimiento y comprensión de escenas a través de la visión por computador.

• Análisis de fines medios como una herramienta.

• Procesamiento del lenguaje natural para la programación y control robótico.

• Reconocimiento de patrones de los datos de entrada de los sensores.

• Uso de los modelos para interpretar y controlar un ambiente operativo.

• Modelos, algoritmos y heurísticas para el aprendizaje maquinístico.

• Supervisión en-línea y "self-awareness" de la operación del sistema.

Sin embargo, con el advenimiento de la robótica reactiva (sistemas basados en el comportamiento) la robótica se plantea como la opción para investigar el objetivo inicial de la IA ¿podemos generar una inteligencia maquinística comparable a la humana?.
La definición de la Asociación de Industrias Robóticas ( RIA) de robot es la siguiente: “Un robot industrial es un manipulador programable multifuncional, diseñado para mover piezas, herramientas, dispositivos especiales mediante movimientos variados, programados para la ejecución de diversas tareas”.

¿Qué es la Robótica?

La robótica es una nueva tecnología que surgió como tal aproximadamente hacia el año 1960, desde entonces han transcurrido 43 años y el interés que ha despertado es superior a cualquier previsión que en su nacimiento se pudiera formular, siguiendo un proceso paralelo a la introducción de los ordenadores en las actividades cotidianas de la vida del hombre, aunque si bien todavía los robots no han encontrado la vía de penetración en los hogares, pero sí son un elemento ya imprescindible en la mayoría de las industrias.
Podemos contemplar la robótica como una ciencia que, aunque se han conseguido grandes avances, todavía ofrece un amplio campo para el desarrollo y la innovación, siendo precisamente este aspecto el que motiva a muchos investigadores y aficionados a los robots a seguir adelante planteando cada vez robots más evolucionados. Sí, los aficionados a los robots también juegan un papel importante en el desarrollo de la robótica, ya que son éstos los que partiendo de una afición firme y con sus particulares ideas, al cabo de un cierto tiempo han podido desarrollar sus teorías y con ello crear un precedente, mejorar un aspecto que se tenía olvidado o no se había contado con el en un principio.
El auge de la robótica y la imperiosa necesidad de su implantación en numerosas instalaciones industriales, requiere el concurso de un buen número de especialistas y aficionados en la materia. La robótica es una tecnología multidisciplinaria, ya que ésta hace uso de los recursos que le proporcionan otras ciencias afines, solamente hay que pensar que en el proceso de diseño y construcción de un robot intervienen muchos campos pertenecientes a otras ramas de la ciencia, como pueden ser: la mecánica, electrónica, informática, automática, matemática, entre otras muchas, que no por no citarlas no dejan de ser importantes. Realmente la robótica es una combinación de todas las disciplinas expuestas y otras muchas, más el conocimiento de la aplicación a la que se enfoca, por lo que su estudio se hace especialmente indicado en las carreras de ingeniería superior y técnica, y en los centros de formación profesional. La robótica brinda a investigadores y aficionados un vasto y variado campo de trabajo, lleno de objetivos y en estado inicial de desarrollo.
Muy importante es acercar esta ciencia al hombre de a pie, ya que de este acercamiento depende en gran medida el futuro que esta ciencia promete, hay que desmitificar el mito malo creado en la sociedad de la palabra "Robot" a raíz de simples películas de ciencia-ficción. Los robots no son malvados ni nada por el estilo, los robots son lo que los hombres quieran que lleguen a ser.

Arquitecturas de los Robots

La arquitectura, 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 efector 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 lo 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.- Bajo este grupo están 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.

• 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. Las tortugas motorizadas diseñadas en los años cincuentas, fueron las precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia artificial desarrollados entre 1965 y 1973 en la Universidad de Stranford.
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.

• Androides.- Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados, 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.

• 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. Cabe destacar, entre otros, los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. En cambio, los robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numerosos y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando 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.

• Híbridos.- Estos robots corresponden a aquéllos 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. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los robots personales.

Las características con las que se clasifican principalmente son:

 Propósito o función.

 Sistema de coordenadas empleado.

 Número de grados de libertad del efecto formal.

 Generación del sistema control.

1. Clasificación basada en su propósito o función:

 Industriales. Los elementos que constituyen un robot industrial son: efectores finales, brazos manipuladores, controladores, sensores y fuentes de poder.

 Personales/ Educativos.

 Militares-vehículos autónomos.

2. Clasificación de los robots basados en las generaciones de sistemas de control:

 La primera generación. El sistema de control usado en la primera generación de robots está basado en las "paradas fijas" mecánicamente. Esta estrategia es conocida como control de lazo abierto o control "bang bang". Podemos considerar como ejemplo de esta primera etapa aquellos mecanismos de relojería que permiten mover a las cajas musicales o a los juguetes de cuerda. Este tipo de control es muy similar al ciclo de control que tienen algunos lavadores de ciclo fijo y son equivalentes en principio al autómata escribiente de HM Son útiles para las aplicaciones industriales de tomar y colocar pero están limitados a un número pequeño de movimientos.

 La segunda generación utiliza una estructura de control de ciclo abierto, pero en lugar de interruptores y botones mecánicos, hace uso de una secuencia numérica de control de movimientos almacenados en un disco o cinta magnética. El programa de control entra mediante la elección de secuencias de movimiento en una caja de botones o a través de palancas de control, con los que se "camina" la secuencia deseada de movimientos. El mayor número de aplicaciones en los que se utilizan los robots de esta generación son en la industria automotriz: soldadura, pintado con "spray". Este tipo de robots constituyen la clase más grande de robots industriales en Estados Unidos, incluso algunos autores sugieren que cerca del 90% de los robots industriales en EE UU pertenecen a esta generación de control.

 La tercera generación de robots utiliza las computadoras para su estrategia de control y tiene algún conocimiento del ambiente local a través del uso de sensores, los cuales miden el ambiente y modifican su estrategia de control. Con esta generación se inicia la era de los robots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación para escribir los programas de control. La estrategia de control utilizada se denomina de "ciclo cerrado".

 La cuarta generación de robots los califica de inteligentes con más y mejores extensiones sensoriales, para comprender sus acciones y el mundo que los rodea. Incorpora un concepto de "modelo del mundo" de su propia conducta y del ambiente en el que operan. Utilizan conocimiento difuso y procesamiento dirigido por expectativas que mejoran el desempeño del sistema, de manera que la tarea de los sensores se extiende a la supervisión del ambiente global, registrando los efectos de sus acciones en un modelo del mundo y auxiliar en la determinación de tareas y metas.

 La quinta generación. Actualmente está en desarrollo esta nueva generación de robots, que pretende que el control emerja de la adecuada organización y distribución de módulos conductuales.

Campos de aplicación

La definición de la Organización Internacional de Normas (ISO) menciona que un robot industrial es un manipulador automático reprogramable y multifuncional, que posee ejes capaces de agarrar materiales, objetos, herramientas y mecanismos especializados a través de operaciones programadas para la ejecución de una variedad de tareas. Como se puede apreciar, esta definición se ajusta a la mayoría de las aplicaciones industriales de robots, salvo para las aplicaciones de inspección y para los robots móviles (autónomos) o robots personales. Para Firebaugh un robot es una computadora con el propósito y la capacidad de movimiento.

Robot industrial

El robot industrial forma parte del progresivo desarrollo de la automatización industrial, favorecido notablemente por el avance de las técnicas de control por computadora, y contribuye de manera decisiva la automatización en los procesos de fabricación de series de mediana y pequeña escala. La fabricación en series pequeñas había quedado hasta ahora fuera del alcance de la automatización, debido a que requiere una modificación rápida de los equipos producción.
El robot, como manipulador reprogramable y multifuncional, puede trabajar de forma continua y con flexibilidad. El cambio de herramienta o dispositivo especializado, y la facilidad de variar el movimiento a realizar, permiten que al incorporar al robot en el proceso productivo, sea posible y rentable la automatización en procesos que trabajan con series más reducidas y gamas más variadas de productos.
En el contexto actual, la noción de robótica implica una cierta idea preconcebida de una estructura mecánica universal capaz de adaptarse, como el hombre, a muy diversos tipos de acciones y en las que concurren, en mayor o menor grado, según los casos, las características de movilidad, programación, autonomía y multifuncionalidad. Pero en sentido actual, abarca una amplia gama de dispositivos con muy diversos trazos físicos y funcionales asociados a la particular estructura mecánica de aquellos, a sus características operativas y al campo de aplicación para el que se han concebido. Es además evidente que todos estos factores están íntimamente relacionados, de tal forma que la configuración y el comportamiento de un robot condicionan su adecuación para un campo determinado de aplicaciones y viceversa, y ello a pesar de la versatibilidad inherente al propio concepto de robot.

Construcción de un Robot

La construcción de un robot, ya sea una máquina que camine de forma parecida a como lo hace el ser humano, o un manipulador sin rostro para una línea de producción, es fundamentalmente un problema de control. Existen dos aspectos principales:

• Mantener un movimiento preciso en condiciones que varían

• Conseguir que el robot ejecute una secuencia de operaciones previamente determinadas.

Los avances en estos dos campos (el primero es esencialmente un problema matemático, y el segundo de tecnología) suministran la más grande contribución al desarrollo del robot moderno.
Los manipuladores propiamente dichos representan, en efecto, el primer paso en la evolución de la robótica y se emplean preferentemente para la carga y descarga de máquinas-herramientas, así como para manutención de prensas, cintas transportadoras y otros dispositivos. Actualmente los manipuladores son brazos articulados con un número de grados de libertad que oscila entre dos y cinco, cuyos movimientos, de tipo secuencial, se programan mecánicamente o a través de una computadora. Los manipuladores no permiten la combinación simultánea de movimientos ni el posicionamiento continuo de su efector terminal.
A pesar de su concepción básicamente sencilla, se han desarrollado manipuladores complejos para adaptarlos a aplicaciones concretas en las que se dan condiciones de trabajo especialmente duras o especificaciones de seguridad muy exigentes.

Japón: reino de los robots

Esos monstruos que nos superan. El laboratorio del futuro nos recuerda en nada a los vetustos muros del castillo del doctor Frankenstein, pero también tiene monstruo. Es de plomo y mide apenas un metro. Atiende al nombre de BLR-G3 y es un desmadejado montón de tornillos, ruedas dentadas, motores eléctricos y cables, muchos cables. Dentro de cinco años invadirá el mundo.
BLR-G3 se transfigura en cuanto recibe las órdenes de una computadora y la suficiente corriente eléctrica, entonces, levanta un pie, después la pierna, gira la cadera, inclina hacia atrás la cabeza sobre su cuerpo sin brazos, para no perder el equilibrio y echa a andar. Es capaz de dar 50 pasos cada minuto, lo que supone una velocidad de 1.5 km/h. Aunque sus pasos sean torpes y vacilantes, como los de un bebé de un año, el BLR-G3 es el bípedo metálico más rápido del mundo. Su padre se llama Junji Furusho, profesor de la Universidad de Tokio. Este enjuto caballero tiene un aspecto tan ascético como su flaco robot de 97cm. de altura y 25 kilos de peso en el que trabaja desde hace 8 años.

Automatización vs. Robótica

En la actualidad, suele confundirse los conceptos de automatización y robótica; sin embargo, una de las diferencias sustanciales es que estos dos términos dependen del tipo de precisión y alcance de suministro a cubrir en una línea de producción predefinida.
Automatización es el hecho que desde una pantalla remota, una consola de control y monitoreo, se tenga el control de todo un proceso continuo que va a llevar acabo una línea de producción determinada, y que está total o parcialmente trabajando en forma autómata (la presencia humana se reduce a una mínima expresión, y no hay más que autómatas haciendo el trabajo, no hay un ser humano que esté metido en el proceso directamente). El autómata como tal es un servidor, un controlador que trabaja en forma secuencial lo que ya se le asignó en un programa desarrollado previamente a través de un procesador, y sus tarjetas de entradas y salidas discretas y/o analógicas y demás componentes de comunicación. Este autómata ejecuta dichas tareas y direcciona los comandos de control a los dispositivos en campo como son las motorizaciones que mueven una transmisión mecánica (banda, polea, cadena, etc.), de un proceso continuo determinado. Control es llevar a través de dispositivos analógicos o digitales el encendido y apagado, o por ejemplo, controlar el funcionamiento de un motor o una grúa.
Por su parte, la robótica cada día empieza a tener menos utilización del factor humano; es decir, el robot por sí solo, con un comando ya definido, puede hacer cualquier labor. En cambio, en la automatización convencional hay gente que está involucrada, no directamente en la línea de producción, pero sí desde una pantalla o una interfase de operación remota. Si se ve a grosso modo se puede hacer una interacción de las dos, en donde se puede incluir automatización-robótica con una automatización de línea, lo que en un proceso de producción por ejemplo de la industria automotriz, es muy evidente en la línea de ensamble de las partes que conforman un automóvil.

No todas las industrias son factibles de utilizar la robótica, es más usual en industrias con procesos que requieran mucha precisión. La automatización sí es necesaria para cualquier tipo de industria y ayuda a no tener tiempos muertos, a disminuir costos de mantenimiento correctivo, te va a ayudar a ser más productivo en menos tiempo, estás creando productividad a bajo costo y en un menor tiempo, y los niveles de ventas se incrementan favorablemente.
Los beneficios que se tienen de incluir la robótica en un proceso ya existente y que está automatizado, son: mantener la seguridad de los trabajadores; sobre todo cuando en la línea de producción hay una sección de alto riesgo hacia el operador, por ejemplo, cuando hay que hacer una soldadura, por seguridad se usa un robot, es mucho mejor hacer la inversión en el robot que estar teniendo obreros muertos o incapacitados de por vida, y además habrá mayor precisión en el trabajo a realizar.
En la actualidad, los robots pueden encontrarse en diversas industrias como la automotriz, la industria de productos de consumo, en el sector metalúrgico, en la industria alimenticia (productores de leche).
En la industria lechera se usan robots para cargar cajas que pueden contener hasta 200 litros. Un obrero es imposible que los cargue y normalmente se usa un montacargas, sin embargo, el desplazar este peso 10, 15 o 20 metros, y dar toda una vuelta en el montacargas, un giro de 180° para colocarlos en la rampa de embarque donde sale el camión de reparto implica muchas maniobras.
El robot por sí solo puede cargar los 200 litros, girar 180° y depositarlos hasta el camión en fracción de segundos. Entonces con la aplicación de robots en una planta industrial se evita el tener empleados lastimados, tiempos muertos, un montacargas que contamina dentro de la planta (porque son de gas o muchas veces de gasolina, hay algunos de baterías, pero en fin son muy estorbosos y voluminosos) lo que no hace un robot; aunque un brazo robótico sea fijo, puede moverse en 360°.

Robótica en Automóviles

La robótica en aplicaciones de la industria automotriz ha sido un gran suceso. Hace algunos años soldaban las partes del chasis a mano y tenían que hacer un punto exacto de precisión porque si no el departamento de control de calidad regresaba la pieza, debido a que el punto de soldadura había estado muy mal hecho. Con la robótica no sucede esto, se tiene una alta precisión, un punto exacto y continuo que da un mejor control de calidad.
El proceso para la fabricación de un automóvil pasa por una sección de robótica para ensamblar las partes fijas del automóvil, soldarlas y después pasa a la zona de pintado, que es parte de la misma línea de automatización. Toda una línea puede estar segmentada en una, dos, cinco ó más secciones y todo en su conjunto puede ser un control distribuido; ese control distribuido es una automatización global, por eso una diferencia muy marcada entre automatización y robótica, ésta sería nada más una sección de la misma línea, y las dos siguen siendo automatización.
Esta industria ha logrado eficientizar su proceso de manufactura mediante la integración de soluciones robotizadas. Para empezar, en esta industria cuando sale la puerta de un vehículo, primeramente es una lámina cuadrada que pasa a una prensa de aproximadamente 1000 toneladas de presión por pulgada cuadrada, y al momento en que se deja caer la prensa la lámina se convierte en la puerta dando forma a todo el marco, la cerradura, etc.; es un molde metálico de acero el cual trabaja de tal manera que la prensa al momento que comprime la lámina la corte con precisión. Hoy en día hay prensas que no sólo hacen el proceso hoja por hoja, sino que agarran 20 hojas y las cortan de un solo tajo, por lo cual una sola persona no las puede cargar, entonces, en este momento entra al proceso de producción el primer robot. Este robot tiene ventosas con las cuales agarra la lámina, la pasa y acumula en el siguiente lote.
Posteriormente, ese lote se lo llevan a la siguiente sección, y en ésta se integra el siguiente robot que tomará la lámina y empieza a soldarle las partes internas. Terminadas las puertas se las llevan al siguiente lote, en el cual está otro robot que agarra la puerta completa y la monta al carro.
Además, existe la posibilidad de estar monitoreando la máquina, de tal manera que podamos estar contando cuántas puertas prensó y cuántas puertas se hicieron en un día, llevar ese dato a costos para que este departamento determine, de acuerdo al tiempo que se tardó la producción, la materia prima que se utilizó y demás elementos, cuánto costaron las puertas. Con cada una de las partes del automóvil se puede hacer lo mismo, y en función de esa información se determina al final del día cuántas unidades se fabricaron y con qué costo.

Conclusiones

Si bien el hombre ha buscado crear máquinas que puedan realizar las mismas tareas que él, ahora su meta va más allá: lograr que éstas no sólo reproduzcan conductas inteligentes, sino que lo hagan utilizando los mismos principios que se han descubierto en los seres vivos y en particular en el hombre.
Esta ciencia, llamada robótica etológica o fisiológica, pretende que la naturaleza indique los caminos. Estos robots permiten a los investigadores entender algunas funciones imposibles de desentrañar directamente a través de la experimentación animal.

Recuadro:
Controladores programables

Los controladores programables sirven en el robot para monitorear sus movimientos y hacer sus tareas, de tal manera que se lleve un control del trabajo que está haciendo y saber cuánto está produciendo. También mediante el controlador se supervisa la cuestión del mantenimiento que debe tener el robot. Se pueden tener sensores que indiquen si ya es tiempo de cambiar algún dispositivo viejo, enviando una señal de alarma. Un robot puede funcionar sin sensores, sin embargo éstos sirven para precisión y seguridad. En el caso que un robot esté trabajando a una alta velocidad y que de un giro de 90 grados y golpee a alguien que está parado en un lugar prohibido, puede causarle la muerte, entonces en estos casos el sensor protege, de tal manera que el robot queda inhabilitado si una persona se mete a un área prohibida por equivocación o imprudencia, se activa una alarma de emergencia que indica que alguien violó un área de seguridad.