¿Qué es un robot?

Componentes de un robot

Dr. Héctor Darío Aguirre Arvizu

20-03-23

     La robótica es el estudio y aplicación de la automatización, empleando conocimientos científicos y técnicos, aunando a una programación y, en la actualidad, con inteligencia artificial.
     El robot es una máquina o mecanismo capaz de realizar tareas de forma automática sin la intervención directa del ser humano. Ello le permite tener diversas aplicaciones en las que no puede trabajar el ser humano, por ser peligroso, o que realice actividades que al humano le pueden ser aburridas, las haría más lentas o con baja precisión. Es decir, el robot realiza tareas con precisión y alta velocidad.
     La gran diferencia entre un robot y un autómata es que el primero toma decisiones basado en los resultados de su propio actuar o considerando variables que captará por medio de sus sensores o atrayendo hacia sí información de otros lugares. En cambio el autómata realizará la misma acción siempre hasta que se acabe la energía.

     A continuación indicamos las diez partes básicas con que debe contar un robot para considerarse tal. Si alguna de las partes falta lo más seguro es que no se trata de un robot, sino de un autómata simple.
     
     a) Hardware:

     1) Fuente de alimentación o fuente de energía, que puede ser una pila sencilla o una fuente más compleja que transforma la energía eléctrica de voltaje de 120 o 220 V C. A. en D. C. utilizable. Proporciona la energía adecuada para que el mecanismo se mueva. Si son pilas le darán un cierto grado de dependencia, pero estará la desventaja de que hay que cambiarlas o recargarlas. 
      La fuente de potencia permite entregar grandes cantidades de energía para funciones de largo plazo.

Pilas voltaicas

Fuente de voltaje regulado

     2). Estructura de soporte, que puede ser la base del mecanismo, por ejemplo el soporte de un brazo mecánico, o pueden ser las patas de un robot caminante.

Brazo mecánico, con base para pilas.

Hexápodo, sus patas son el soporte y el actuador.

Robot bípedo, se apoya en sus dos pies.

     3) Motores, que transforman la energía proporcionada en movimiento circular que se puede aprovechar en alguna acción.

Motor sencillo de CC.

Motor con motorreductor.

     4) Estructura mecánica de transmisión de movimiento, que lleva el giro del motor a otros componentes que la puedan utilizar. Puede ser desde una barra, o mecanismo de unión simple, hasta una caja de engranes de transmisión u otro mecanismo complejo.

Caja de engranes y sus partes.

Caja de engranes para dos motores independientes.

     5) Mecanismo actuador que llevará la energía hacia el exterior del robot para ejercer una acción mecánica u operar algún objeto.

Pinza robótica como actuador.

Tractor de oruga para robot.

Carrito donde los actuadores son las ruedas.

     b) Electrónica:

     6) Los robots requieren de recibir información del medio ambiente, como nosotros tenemos para nuestro propio funcionamiento (ojos, oídos, tacto, etc.). 
     Los sensores le indican a robot sobre la condición de algún elemento de la realidad que es importante manejar. Hay sensores de luz, movimiento, posición, tensión, temperatura, presencia de agua, etc.

Sensor de movimiento por ultrasonido.

Diversos tipos de sensores para robots.

     7) Circuitos de potencia (driver) que ayudan a una parte de la electrónica a mover los motores, ya que estos requieren de una relativamente grande cantidad de energía comparada con la que utilizan loso componentes de control, anotados más adelante.

Driver para motores.

     8) Exhibidores o indicadores que dan información al humano sobre los estados o condiciones iniciales o finales del robot, información básica para hacer ajustes a los objetivos que cumplirá el robot.

Display de 4 dígitos.

Display para automóvil.

      9). Circuitos de procesamiento de información, aritmética y control, que realizan todo tipo de operaciones matemáticas para calcular datos necesarios. Son importantes para que el robot pueda tomar decisiones de corrección de movimientos, afinación de los mismos, su evitación o cualquier cambio en el camino de su acción.

Tarjeta Arduino.

Tarjeta Raspberry Pi.

Tarjeta para robot específico, SR1.

     c) Software o programas.

     10) Por una parte hay programas que permiten programar los robots para la realización de diversas acciones, pero al mismo tiempo el propio robot debe llevar un programa fundamental, llamado sistema operativo, que utiliza la información de entrada y de los sensores.

Explorador para Robot SR1.

Interfaz para Arduino.

Interfaz para LEGO.

Dr. 2017-20 Darío Aguirre