UNIVERSIDAD DON BOSCO VICERRECTORÍA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO

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1 UNIVERSIDAD DON BOSCO VICERRECTORÍA DE ESTUDIOS DE POSTGRADO MAESTRÍA EN MANUFACTURA INTEGRADA POR COMPUTADORA ROBÓTICA INTEGRADA A LA MANUFACTURA Catedrático: Mg Manuel Napoleón Cardona Gutiérrez CONTROL DE LECTURA 1 Síntesis: Antecedentes Históricos de la Robótica Presenta García Pérez, Sergio Miguel GP Antiguo Cuscatlán, 13 de Octubre de 2014

2 El siguiente documento contiene una síntesis de las ideas principales referente a los Fundamentos de Robótica, desde sus Antecedentes Históricos, Origen y Desarrollo de la Robótica, Definición del Robot y Clasificación del Robot. A partir de las épocas remotas de la historia hasta nuestros días, el ser humano experimenta día a día descubrimientos significativos e importantes dentro de cualquier ámbito en el que se desarrolle. Sin profundizar extensamente, se puede o intenta definir conceptos de cualquier índole y, si de tecnología se trata, no será extraño obtener un concepto de Internet, computadora e incluso de robot. Por qué se da este fenómeno?. Al ciudadano medio le son familiares estos conceptos debido a la frecuente aparición de los mismos en medios a los cuales tiene acceso, llámense noticias, documentales, series de TV e incluso películas. Si se habla específicamente de la robótica, con un poco de miedo, ficción, admiración, atrae el estudio de la misma, ya que se reconoce el gran avance tecnológico que se puede llegar a obtener por medio del uso de los robots. Antecedentes Históricos. Desde siglos ac hasta el siglo XXI, el robot ha estado presente en las diferentes actividades de la vida, desde lúdicas, tareas cotidianas de la realeza, entretención de la gente, atracción en las ferias, en general, inspirados en una motivación artístico intelectual. En los siglos ac, en el ámbito de los robots, los griegos aplicaron los conocimientos de hidráulica y neumática, también el uso de dispositivos hidráulicos, poleas y palancas para mecanismos animados. Ejemplos de este tipo de aplicaciones son: relojes de agua, órganos con figuras en movimiento, teatros automáticos. Hacia el periodo comprendido entre los siglos XIII y XVI, la cultura árabe, hereda y difunde los conocimientos de los griegos, con el aporte de realizar mecanismos aplicados en la vida cotidiana de la realeza. De manera general en el mundo de aquella época, sobresalen ejemplos, tales como: Fuente del Pavo Real, Ars Magna, Gallo de Estrasburgo, León Mecánico, Hombre de Palo, Tocadora de Laúd. Un periodo importante de mencionar, es aquel que se comprende entre el siglo XVII y XVIII, ya que se crearon los ingenios mecánicos que presentaban características similares a lo que actualmente son los robots. La obra se atribuye a los artesanos del gremio de la joyería, se

3 destacan: El Pato de Vaucanson, La Pianista, El Dibujante, El Escritor, La Máquina Parlante, El Karakuri. Los ejemplos anteriores y tipo de funcionamiento y movimientos que representan, permiten asegurar que en gran medida fueron la base de lo que ahora se conoce como los robots industriales. Cabe mencionar algunas diferencias entre los robots y sus antecesores: su aplicación es ayudar al trabajo del ser humano y no de artístico-intelectual; adopción de forma funcional y no antropomórfica; uso de potencia eléctrica e hidráulica en lugar de resortes y muelles; uso de métodos de programación más sofisticados que las levas. Algunas otras inveciones que fueron utilizadas en la industria textil, son: Hiladora giratorio de Hargreaves, Hiladora mecánica de Crompton, Telar mecánico de Cartwright, Telar de Jacquard. Con el uso de la cinta de papel perforada como programa para las acciones de la máquina, se marca el inicio de la automatización industrial. Ya, en el siglo XX y siglo XXI, surgen una de las primeras máquinas (Máquina Ajedrecista) que además de manejar la información, era capaz de utilizarla para la toma de decisiones; las máquinas algebraicas y vehículos teledirigidos (Telekino) son claras aplicaciones y dan vida al concepto y a la disciplina de lo que se conoce como Automática. En la literatura, se comienza a utilizar el término robot, así, en el año 1921, se estrena en el teatro nacional de Praga, la obra Rossum's Universal Robot, del escritor checho Karel Capek, quien utiliza por primera vez la palabra robot, refiriéndose a toda máquina creada para realizar trabajo de manera forzada. Luego, en 1926, Thea von Harbou, escibe Metrópolis, novela en la cual, la sociedad super industrializada es manipulada por un líder androide llamado María. Finalmente, en 1942, Isaac Asimov, publica una historia corta llamada Runaround, que es la que ha contribuido a la divulgación y difusión de la robótica. Origen y Desarrollo de la Robótica. Sus inicios son en la industria nuclear, luego en la industria submarina y espacial, para finalmente en los entornos de fabricación e investigación. La mayor parte de los robots tienen aplicaciones industriales, tales como, ensamblado, soldadura, alimentación de máquinas herramientas, entre otros. Destacan además, las aplicaciones no industriales: robots espaciales, aplicaciones submarinas y subterráneas, robots militares, robots de vigilancia y rescate, aplicaciones médicas, aplicaciones agrícolas, entre otras. A continuación se muestra en orden cronológico el desarrollo de la robótica en el siglo XX.

4 Año Desarrollo de la Robótica 1948 Raymond Goertz, desarrolló el primer sistema de telemanipulación, con el objetivo de manejar elementos radiactivos sin riesgo para el operador Goertz, mejora el sistema anterior, ya que sustituye la transmisión mecánica por eléctrica, por medio del uso de la electrónica y el servocontrol. George Charles Devol, concibe la idea de un dispositivo de transferencia de artículos programada Devol y Joseph Engelberger, instalan en General Motor, Nueva Jersey, una aplicación de fundición por inyección, la máquina Unimate Bases de la investigación robótica en las universidades. Creación de departamentos de investigación en inteligencia artificial. Diseño de robots móviles, por ejemplo, Shakey de la Universidad de Stanford. Base de los diseños actuales de brazos manipuladores, diseño de robot PUMA. Desarrollo de vehículos submarinos (Marina Norteamericana). Desarrollo de las sondas a la Luna y a Marte (Marina Norteamericana) Japón forma la primera institución de robótica del mundo (JIRA) ASEA (firma Sueca), construyó el primer robot con accionamiento eléctrico, el IRb Se forma el Instituto de Robótica de América (RIA). Se construye el IRb60. KUKA (empresa Alemana), una de las primeras en instalar una línea de soldadura equipada con robots Se fundó la Federación Internacional de Robótica (IFR), con sede en Estocolmo, Suecia Universidad Carnegie Mellon, diseño de robot por accionamiento directo. Desarrollo de brazo robótico a bordo de los transbordadores espaciales estadounidenses Profesor Makino (Universidad Yamanashi, Japón) desarrolla el concepto de robot SCARA La RIA formada en 1972, cambia su nombre a Asociación de Industrias Robóticas, sus siglas se mantienen en RIA.

5 1985 Profesor Ichiro Kato (Universidad de Waseda, Japón), creación de unos de los primeros robots humanoides, el Wasubot Empresa Honda (Japón), robot humanoide P Empresa Honda (Japón), robot humanoide P Laboratorio D-21, Sony, desarrollo de robot para entrenamiento basado en forma de animal (perro), llamado Aibo Empresa Honda (Japón), versión mejorada de P-2 y P-3, llamada Asimo. Empresa irobot, desarrollo de aspirado autónoma, denominada Roomba. Definición del Robot. Una práctica común para establecer la definición de un concepto es, tomar una referencia adecuada para conocer la idea principal de lo que todas las personas deben entender acerca de dicho concepto. Si se requiere de una definición, eminentemente técnica, se debe de buscar una referencia lo suficientemente confiable, tal como: la Enciclopedia Británica, el diccionario Merrian Webster, el Diccionario de la Real Academia Española. Y en el caso de robótica, también se pueden consultar: la Asociación de Industrias Robóticas, las Normas ISO, la Federación Internacional de Robótica, la NASA. Para el caso concreto de la definición de robot, todas las referencias anteriores son de gran ayuda, pero se puede presentar la situación de encontrar una definición que sea general e insuficiente para darnos información acerca del concepto de robot. Es por ello, que a la palabra robot, debe agregarse un adjetivo, que permita acotar con mayor detalle sus características o su campo de aplicación. Dentro de los conceptos asociados a los robots se tiene: robots asistenciales, robots celulares, robots cooperantes, robots de exteriores, robots de servicio, robots flexibles, robots marinos, robots submarinos, tele robots, mini y micro robots, entre otros. Entre las ideas que se encuentran en las definiciones, habrá algunas muy parecidas, por lo que se deberá aclarar o especificar con más detalle. Algunas de las ideas a aclarar, son: reprogramable, multifuncional, multiaplicación, manipular, grados de libertad, autónomo, móvil, entre otros. Al final, el especialista en robótica, debe también hacer uso de su propio criterio para aclarar definición e ideas.

6 Clasificación del Robot. Un robot puede ser clasificado atendiendo a diferentes criterios. A continuación, los más sobresalientes. (1) Según la generación. Hace referencia al momento tecnológico en que el robot aparece, permite hacerse una idea de cuán avanzado es el robot. Hasta el momento se han identificado tres generaciones: la primera, desde el comienzo de la robótica hasta los años ochenta; la segunda, desde los años ochenta hasta lo que se puede encontrar hoy en día en las industrias; la tercera, lo que se está desarrollando en estos días. (2) Según el área de aplicación. Hace referencia al sector económico en que se encuentre trabajando o al bien que se está generando independientemente del sector económico. Algunas de las aplicaciones en las que la IFR clasifica a los robots industriales manipuladores, son: manipulación en fundición; montaje; paletización y empaquetado; medición, inspección, control de calidad; manipulación de materiales. En cuanto a los robots de servicio, la IFR, clasifica, así: robots personales y domésticos; robots de servicios profesionales; I+D en robótica. (3) Según el tipo de actuadores. Hace referencia al tipo de energía que utilizan los actuadores: neumática, hidráulica, eléctrica. (4) Según el número de ejes. Hace referencia a los robots o telerobots con cadena cinemática, aplicada a todos los robots manipuladores. (5) Según la configuración. Igual que la clasificación anterior, los tipos de configuraciones son: cartesiana; cilíndrica; polar o esférica; articular; SCARA; paralelo. (6) Según el tipo de control. Ejemplos: movimiento punto a punto (robot secuencial); trayectoria continua (robot controlado por trayectoria); control con sensores, control adaptativo o funciones de control de aprendizaje (robot adaptativo); control remoto por un operario (robot teleoperado). Bibliografía. [1] Barrientos, A., Fundamentos de Robótica, McGraw Hill, España, 2007.