UNIDAD 1: Introducción a la Robótica y automatización

Introducción a la Robótica

Empezamos

Seguro habrás escuchado hablar de lo rápido que evoluciona la ciencia y la tecnología para mejorar o facilitar tareas de nuestra vida cotidiana mediante Robots. Pero exactamente, ¿QUÉ ES UN ROBOT?

Respuesta acá

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Que sea programable

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Que funcione en forma automática

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Que se relacione con el entorno que lo rodea

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¿QUÉ ES UN ROBOT?

• Para que un dispositivo sea considerado Robot, deben darse tres condiciones:

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Que se relacione con el entorno que lo rodea

Quiere decir que este dispositivo debe poder conocer ciertas cosas que suceden a su alrededor, por ejemplo ¿qué temperatura hay en el ambiente? ¿Cuánta luz u oscuridad hay?, etc. Además podrá generar acciones sobre el mundo exterior, por ejemplo abrir una puerta, prender la luz de una habitación, etc.

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Imaginemos que queremos tener un dispositivo robótico que pongamos en nuestra habitación y que ordene nuestra ropa y nos haga la cama. Sería fabuloso, ¿no? Esto sería posible si un robot es programado para hacer esa función, es decir, un robot actúa en forma automática a través de la ejecución de los programas que tiene almacenado.

Que funcione en forma automática

Que sea programable

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Que sea programable significa que podemos darle instrucciones al robot para que sean ejecutadas cuando sean necesarias. Por ejemplo, podemos decirle a un robot que si la temperatura de la habitación es mayor que 30 grados entonces nos prenda el ventilador

Si

No

¿Para vos, un lavarropas es un ROBOT?

Una preguntita......

¿Seguimos?

Ups! No te preocupes, la mayoría cree que no! Dado que siempre nos imaginamos a un Robot como a un humanoide con rayos laser y vista biónica!

Muy bien! La respuesta es sí, ya que cumple las 3 condiciones:

• Se relaciona con el entorno: mediante botones, luces, sonidos..
• Es automático: ponemos la ropa sucia, el jabón y listo! sale la ropa limpita
• Es programable: podemos elegir si queremos un lavado rápido, largo o simplemente un centrifugado.

Increible no? Ahora vas a mirar al lavarropas con otros ojos!

Si

No

¿Para vos, un lavarropas automático es un ROBOT?

Una preguntita......

¿Seguimos?

Ups! No te preocupes, la mayoría cree que no! Dado que siempre nos imaginamos a un Robot como a un humanoide con rayos laser y vista biónica!

Muy bien! Un lavarropas es un robot en el caso de que

• Se relaciona con el entorno: mediante botones, luces, sonidos..
• Es automático: ponemos la ropa sucia, el jabón y listo! sale la ropa limpita
• Es programable: podemos elegir si queremos un lavado rápido, largo o simplemente un centrifugado.

Aquellos dispositivos robóticos diseñados para realizar tareas automáticas en los hogares se los agrupa en lo que llamamos “Domótica”.

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Existen distintos tipos de robots según la aplicación que tendrán.

¿Cómo influye la robótica en nuestras vidas?

En la domótica podemos encontrar dispositivos que se encargarán de regar los jardines según la hora del día, la luz solar, la temperatura, etc. También hay dispositivos hogareños que nos limpian habitaciones de forma automática, ¿se te ocurren más ejemplos?

¿Miramos este video juntos?

¿Cómo influye la robótica en nuestras vidas?

La robótica es una rama de la tecnología, que se incluye en diversas ingenierías, y que estudia el diseño, construcción y aplicación de los robots. Estos robots son elementos que tienen la finalidad de sustituir a los humanos o ayudarlos en tareas complejas o repetitivas.

.QUE ES LA ROBOTICA

La palabra robot tiene origen en la obra teatral de Karel Capek, R.U.R (Robots Universales Rossum) escrita en 1920. En dicha obra se incluía la palabra checa “robota” que significaba algo así como trabajos forzados o trabajador. Este concepto se tradujo como “robot” a su versión internacional y dio paso al vocablo que usamos actualmente.

.Historia y origen

Un poco más adelante, apareció la figura de Isaac Asimov, escritor reconocido por sus obras de ciencia ficción que allá por 1942 ya definió la robótica como la disciplina que estudia a los robots y creó las famosas 3 leyes de la robótica incluidas en alguna de su obras.

.Historia y origen

Los robots se hicieron realidad con el que se considera el primer robot de la historia, el robot Elektro creado el año 1.939 por la compañía Westinghouse Electric Corporation. Era un robot de 2 metros de altura y podía decir 700 palabras.George Devol, inventor estadounidense estableció las bases de la robótica industrial moderna con la creación del primer brazo robótico industrial que fue usado en 1960 por General Motors en una de sus cadenas de montaje.

.Historia y origen

Los tipos de robots son industriales, militares, médicos, de servicio, de entretenimiento y espaciales. La robótica es la disciplina encargada del diseño, construcción, operación y uso de robots, además de los sistemas computacionales para controlarlos, retroalimentarlos y permitirles procesar información.actividad identificar robots.

tipos de robots

Estos sistemas, complejos y fascinantes, coordinan las acciones y reacciones de los robots, permitiéndoles realizar tareas con precisión y eficiencia. En esencia, un sistema de control de robot es un conjunto de algoritmos y mecanismos que dirigen el comportamiento del robot, desde movimientos simples hasta operaciones complicadas.

Que es un sistema de robot control.

Los sistemas de control de un robot incluyen sensores, actuadores, unidades de procesamiento y software, cada uno desempeñando un papel crucial en su funcionamiento. Estos componentes trabajan juntos para permitir que el robot perciba su entorno, tome decisiones y ejecute acciones.

¿Cuáles son los Componentes de los Sistemas de Control de un Robot?

Diagrama de bloques de un sistema de control

Los robots se componen de sensores, actuadores, y controladores. Cada uno tiene un papel clave. Los sensores recogen datos del entorno. Los controladores toman decisiones. Y los actuadores realizan acciones.

Componentes de un Robot

Sensores Los sensores captan datos del entorno. Luego, los transforman en señales eléctricas. Así, los controladores pueden entender e interpretar los datos. Hay muchos tipos de sensores, como cámaras y sensores de movimiento. Sensores Táctiles y de Fuerza: Estos sensores permiten al robot sentir el contacto físico y medir la presión. Son útiles para actividades como manipulación precisa de objetos o evitar colisiones.

Componentes de un Robot

Sensores de Proximidad y Ultrasonido:Estos sensores son fundamentales para detectar objetos cercanos. Funcionan emitiendo ondas sonoras o electromagnéticas y midiendo el tiempo que tardan en reflejarse. Así, el robot puede calcular la distancia a los objetos.Sensores de Visión:Los sensores de visión incluyen cámaras y sistemas de visión artificial. Permiten a los robots interpretar su entorno visualmente. Capturan imágenes y las procesan para reconocer formas, colores y patrones.

Componentes de un Robot

Sensores de Orientación y Movimiento:Estos sensores, como giroscopios y acelerómetros, ayudan al robot a determinar su posición y movimiento en el espacio. Son cruciales para la navegación autónoma. Sensores Ambientales: Detectan factores del entorno, como temperatura, humedad y luz. Estos sensores son importantes para adaptar el comportamiento del robot según las condiciones ambientales.

Componentes de un Robot

ActuadoresLos actuadores convierten las señales del robot en acción física. Logran que el robot se mueva, genere fuerza o aplique energía. Entre los actuadores destacan los motores eléctricos y los cilindros neumáticos.

Componentes de un Robot

ACTUADORES

Los principales tipos de actuadores son: Hidráulicos: Se suelen emplear en aplicaciones de robots de grandes dimensiones y que, por lo tanto, requiere el movimiento de cargas especialmente pesadas. Este tipo de actuador ofrece, además de potencia, gran estabilidad en sus desplazamientos. Los diferentes tipos de actuadores hidráulicos en robótica son los motores y los cilindros.

Componentes de un Robot

TIPOS DE ACTUADORES EN ROBÓTICALos principales tipos de actuadores son:

• Hidráulicos: Se suelen emplear en aplicaciones de robots de grandes dimensiones y que, por lo tanto, requiere el movimiento de cargas especialmente pesadas. Este tipo de actuador ofrece, además de potencia, gran estabilidad en sus desplazamientos. Los diferentes tipos de actuadores hidráulicos en robótica son los motores y los cilindros.
• Neumáticos: Si bien no son los más extendidos, este tipo de actuadores encuentran su aplicación en robots de pequeño tamaño que deben manipular cargas ligeras. Son rápidos y precisos y es común encontrarlos en zonas ATEX o zonas con riesgo de explosión o incendio.
• Eléctricos: Los actuadores eléctricos más comunes utilizados en los robots industriales son los motores eléctricos, especialmente los motores de corriente continua (DC) o los motores paso a paso. Estos motores reciben señales eléctricas de control y generan un movimiento rotativo en sus ejes. Estos motores permiten un control preciso del movimiento y la velocidad del robot.

Los principales tipos de actuadores son:Eléctricos: Los actuadores eléctricos más comunes utilizados en los robots industriales son los motores eléctricos, especialmente los motores de corriente continua (DC) o los motores paso a paso. Estos motores reciben señales eléctricas de control y generan un movimiento rotativo en sus ejes. Estos motores permiten un control preciso del movimiento y la velocidad del robot.

Componentes de un Robot

Controladores Los controladores son como el cerebro del robot. Procesan datos de los sensores. Luego, toman decisiones y envían órdenes a los actuadores. Dispositivos como microcontroladores y computadoras pueden ser controladores.

Componentes de un Robot

La interacción entre sensores, controladores y actuadores es esencial. Permite que los robots se adapten al entorno y realicen tareas de forma autónoma y eficaz.

Componentes de un Robot

Para que los robots hagan sus tareas bien, necesitamos programarlos. Usamos lenguajes y entornos hechos para eso. Así, los programadores pueden decirle al robot qué hacer de una manera que entiendan.

Programación de Robots

Son lenguajes que te permiten comunicarte con el ordenador para darle instrucciones precisas sobre lo que debe hacer en un momento en específico. Entonces, al igual que el inglés o el español, tiene una serie de sintaxis y reglas que deben seguirse al pie de la letra para definir el tipo de datos, secuencia y orden que le darás al ordenador.

¿Qué son los lenguajes de programación?

1. Lenguajes de bajo nivelPrimero encontramos los lenguajes de bajo nivel, también conocidos como lenguajes máquina. Se trata del único que comprende el computador, así que todo lo que no sea un lenguaje de bajo nivel tendrá que pasar por un proceso de transformación para que el ordenador pueda entenderlo. Estos códigos se caracterizan por ser binarios, es decir, lo componen 0 y 1. Así fue como se desarrollaron los primeros lenguajes.

3 Tipos de lenguajes de programación

2. Lenguajes de medio nivelque son catalogados como de bajo nivel por algunos ya que siguen siendo ensambladores, o sea, que son entendidos por el ordenador pero están diseñados para ser escritos por los humanos. un lenguaje de medio nivel tiene la capacidad de crear tareas mucho más complejas que los de bajo nivel, aunque siguen siendo poco ortodoxos en la actualidad. Estos lenguajes se orientan hacia la programación de sistemas, por lo que no son adecuados para actividades como el diseño web.

3 Tipos de lenguajes de programación

3. Lenguajes de alto nivel son los que más adaptados están hacia el lenguaje humano.Al igual que los de nivel medio, tienen que atravesar un proceso de transformación a lenguaje máquina para que pueda ser ejecutado por un ordenador. Aquí ya no interviene un ensamblador, sino que se utilizan herramientas como compiladores y traductores.

3 Tipos de lenguajes de programación

1. HTMLes un lenguaje de marcado de documentos usado para desarrollar sitios web. Cada comando que se organice se relacionará con la estructura y diseño que se mostrará en la página. En otras palabras, el navegador lee el documento con el lenguaje html y lo procesa mediante un examen de elementos html que tuviste que insertar en el archivo. Lo que hace que puedas crear un documento html con el bloc de notas de Windows, lo que te abre múltiples posibilidades.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

2. SQLSQL es el lenguaje por excelencia para administrar bases de datos. Nos encanta el hecho de que te permite conectar tanto datos con fuentes de información como jerarquizarlos para encontrar el que necesitas en el menor tiempo posible. En este sentido, su principal ventaja es que puedes anexarlo a otros lenguajes de programación, convirtiéndose en una herramienta súper útil para tus proyectos.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

3. JavaEn pocas palabras, es el lenguaje más utilizado en la actualidad, por encima de C o C++ por tres razones claves: sencillez, solidez y facilidad de aprendizaje. Lo mejor de todo es que puedes utilizarlo para una gran cantidad de tareas, desde diseño web en frontend como backend, creación de aplicaciones móviles y de escritorio, además de los servidores. ¿Tienes algún proyecto que quieres desarrollar? Aprende los fundamentos de java y vuélvelo realidad.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

4. JavascriptJavascript es una variante de Java y se caracteriza porque puede ser utilizado exclusivamente en el diseño web, a diferencia de su antecesor. Es interesante saber que puede ser utilizado tanto para el diseño frontend como backend, así que puedes crear los objetos que se comunicarán directo con los usuarios o puedes interactuar con el servidor para desarrollar nuevas funcionalidades.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

5. CSi ya tienes tiempo en el área, seguro que habrás escuchado este término en más de una ocasión.Se trata del lenguaje de nivel medio más utilizado en estos momentos y se caracteriza por ser fácil e intuitivo, lo que es genial para cualquier programador novato. En la actualidad, se utiliza para el desarrollo de software y apps de escritorio, así que si aprendes a usarlo tendrás muchas posibilidades a tu disposición.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

6. C++Es una variante del lenguaje C y tiene un nivel de desarrollo superior en comparación con su antecesor. Por eso es que te da la capacidad de crear plataformas de mayor complejidad, tanto en apps móviles como aplicaciones de escritorio. Además, te permite aplicar patrones de diseño en el código, lo que lo convierte en una herramienta fundamental en el mundo del diseño gráfico.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

7. XMLEs un lenguaje de marcación que determina un conjunto de normas para la codificación de documentos de todo tipo. Este tipo de lenguajes se utilizan en la mayoría de los casos para analizar datos o leer documentos hechos por ordenadores o seres humanos. De esta forma, XML te brinda un sitio para crear el formato que más te guste y generar un lenguaje personalizado. En la actualidad xml proporciona una gran felicidad de uso, así que te da la posibilidad de usarlo en diferentes servicios web.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

8. PHPPor su parte, php es un lenguaje que está orientado al diseño backend de sitios web. Lo interesante de este código es que es compatible con html, lo que te ayuda a facilitar la interconexión entre la interfaz y el servidor de la página. Eso sí, tienes que tener presente que trabaja exclusivamente con la parte del servidor, así que podrás dar respuesta a todas las solicitudes que te hagan.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

9. PythonMientras tanto, python es un lenguaje relativamente moderno y tiene un propósito general. Por lo tanto, puedes usarlo para cualquier tarea que necesite de un lenguaje de programación, desde creación de apps, manejo de base de datos y diseño web. Lo mejor de todo es que su sintaxis es similar al inglés, por lo que no tendrás muchos problemas a la hora de aprenderlo.

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

Los 9 lenguajes de programación más usados en la actualidad

Una máquina es un sistema mecánico que lleva a cabo una determinada acción. Es decir, una máquina es un dispositivo formado por un conjunto de elementos mecánicos combinados cuyo funcionamiento facilita la realización de un trabajo. Por ejemplo, la prensa hidráulica es una máquina que sirve para comprimir diferentes tipos de materiales y compactarlos. De modo que con esta máquina se puede llevar a cabo un trabajo que sería imposible hacerlo mediante la fuerza humana.

¿Qué es una máquina?

La energía que necesita una máquina para su funcionamiento puede ser de diferentes tipos: energía mecánica, química, térmica, etc. Aunque actualmente la gran mayoría de máquinas obtienen la energía de un motor eléctrico. Es importante distinguir el concepto de máquina con el de maquinaria. Una máquina es un único aparato que realiza una acción, mientras que el término maquinaria se refiere a un conjunto de máquinas que se utilizan para un mismo fin.

¿Qué es una máquina?

Una máquina está formada por las siguientes partes: Mecanismo: es el conjunto de piezas de la máquina que transforman la energía proporcionada en el trabajo por el que se ha diseñado la máquina. Motor: es la parte de la máquina que proporciona la energía necesaria para llevar a cabo el trabajo. Estructura (o bastidor): es la parte de la máquina que sostiene todos los otros componentes de la máquina.

Partes de una máquina

Carcasa: es la parte de la máquina que protege al aparato. Suele tener una forma específica para la máquina con el fin de facilitar su uso y permitir unirla a otros elementos.Componentes de seguridad: son aquellas piezas de la máquina que no contribuyen a realizar el fin de la máquina, sino que su finalidad es proteger a las personas que utilizan la máquina.Circuito electrónico: conjunto de cables, sensores y dispositivos eléctricos que ayudan en el funcionamiento de la máquina.

Partes de una máquina

Indicadores y pantallas: algunas máquinas tienen indicadores o pantallas para interactuar con el usuario y poder avisarle de errores o de determinadas situaciones.

Partes de una máquina

Según el número de pasos que necesita la máquina para llevar a cabo su utilidad, las máquinas se clasifican en simples o compuestas.Máquina simple: máquina que lleva a cabo su trabajo con un solo paso. Por lo tanto, el funcionamiento de este tipo de máquinas es sencillo, aunque pueden tener varios elementos mecánicos. Por ejemplo: una palanca, una polea, una cuña. Máquina compuesta: máquina que necesita de varios pasos para realizar su utilidad. Una máquina compuesta está formada por varias máquinas simples conectadas en serie. Por ejemplo: una bicicleta, una grúa, un reloj.

Tipos de máquinas

Según el número de pasos que necesita la máquina para llevar a cabo su utilidad, las máquinas se clasifican en simples o compuestas.Máquina simple: máquina que lleva a cabo su trabajo con un solo paso. Por lo tanto, el funcionamiento de este tipo de máquinas es sencillo, aunque pueden tener varios elementos mecánicos. Por ejemplo: una palanca, una polea, una cuña. Máquina compuesta: máquina que necesita de varios pasos para realizar su utilidad. Una máquina compuesta está formada por varias máquinas simples conectadas en serie. Por ejemplo: una bicicleta, una grúa, un reloj.

Tipos de máquinas

Máquina manual: el mecanismo de este tipo de máquinas es accionado mediante un empuje, por lo que se debe aplicar una fuerza a la máquina para que funcione. Por ejemplo: una palanca, un sistema de poleas, una cuña. Máquina eléctrica: la máquina necesita de una corriente eléctrica para poder funcionar. La electricidad se puede generar mediante una fuente de alimentación externa o una batería. Este tipo de máquinas suelen llevar incorporado un motor, lo que hace que sean más ruidosas. Por ejemplo: un ordenador, un televisor.

Tipos de máquinas

Máquina manual: el mecanismo de este tipo de máquinas es accionado mediante un empuje, por lo que se debe aplicar una fuerza a la máquina para que funcione. Por ejemplo: una palanca, un sistema de poleas, una cuña. Máquina eléctrica: la máquina necesita de una corriente eléctrica para poder funcionar. La electricidad se puede generar mediante una fuente de alimentación externa o una batería. Este tipo de máquinas suelen llevar incorporado un motor, lo que hace que sean más ruidosas. Por ejemplo: un ordenador, un televisor.

Tipos de máquinas

Un mecanismo es un conjunto de elementos mecánicos que permiten realizar un trabajo al ser humano haciendo menos esfuerzo y de manera más cómoda.el mecanismo es la parte que realiza la acción de la máquina, es decir, el mecanismo de una máquina es un conjunto de piezas que se combinan para llevar a cabo un trabajo. Sin embargo, una máquina está formada por más componentes. Por lo tanto, el mecanismo es una parte más de una máquina. En definitiva, el concepto de máquina engloba al concepto de mecanismo, pero su significado no es el mismo, ya que las máquinas suelen estar formadas por más componentes.

Máquina y mecanismo

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