nano tecnologia ROBOTICA

NANOTECNOLOGIA

La palabra "nanotecnología" es usada extensivamente para definir las ciencias y técnicas que se aplican al un nivel de nanoescala, esto es unas medidas extremadamente pequeñas "nanos" que permiten trabajar y manipular las estructuras moleculares y sus átomos. En síntesis nos llevaría a la posibilidad de fabricar materiales y máquinas a partir del reordenamiento de átomos y moléculas. El desarrollo de esta disciplina se produce a partir de las propuestas de Richard Feynman (Breve

cronología - historia de la nanotecnología).
La mejor definición de Nanotecnología que hemos encontrado es esta: La nanotecnologia es el estudio, diseño, creación, síntesis, manipulación y aplicación de materiales, aparatos y sistemas funcionales a través del control de la materia a nano escala, y la explotación de fenómenos y propiedades de la materia a nano escala.
Cuando se manipula la materia a la escala tan minúscula de átomos y moléculas, demuestra fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, científicos utilizan la nanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos y poco costosos con propiedades únicas
Nos interesa, más que su concepto, lo que representa potencialmente dentro del conjunto de investigaciones y aplicaciones actuales cuyo propósito es crear nuevas estructuras y productos que tendrían un gran impacto en la industria, la medicina (nanomedicina), etc..
Esta nuevas estructuras con precisión atómica, tales como nanotubos de carbón, o pequeños instrumentos para el interior del cuerpo humano pueden introducirnos en una nueva era, tal como señala Charles Vest (ex-presidente del MIT). Los avances nanotecnológicos protagonizarían de esta forma la sociedad del conocimiento con multitud de desarrollos con una gran repercusión en su instrumentación empresarial y social.
La nanociencia está unida en gran medida desde la década de los 80 con Drexler y sus aportaciones a la"nanotecnología molecular", esto es, la construcción de nanomáquinas hechas de átomos y que son capaces de construir ellas mismas otros componentes moleculares. Desde entonces Eric Drexler (personal webpage), se le considera uno de los mayores visionarios sobre este tema. Ya en 1986, en su libro "Engines of creation" introdujo las promesas y peligros de la manipulación molecular. Actualmente preside el Foresight Institute.
El padre de la "nanociencia", es considerado Richard Feynman, premio Nóbel de Física, quién en 1959 propuso fabricar productos en base a un reordenamiento de átomos y moléculas. En 1959, el gran físico escribió un artículo que analizaba cómo los ordenadores trabajando con átomos individuales podrían consumir poquísima energía y conseguir velocidades asombrosas.
Existe un gran consenso en que la nanotecnología nos llevará a una segunda revolución industrial en el siglo XXI tal como anunció hace unos años, Charles Vest (ex-presidente del MIT).
Supondrá numerosos avances para muchas industrias y nuevos materiales con propiedades extraordinarias (desarrollar materiales más fuertes que el acero pero con solamente diez por ciento el peso), nuevas aplicaciones informáticas con componentes increíblemente más rápidos o sensores moleculares capaces de detectar y destruir células cancerígenas en las partes más dedlicadas del cuerpo humano como el cerebro, entre otras muchas aplicaciones.
Podemos decir que muchos progresos de la nanociencia estarán entre los grandes avances tecnológicos que cambiarán el mundo.


ROBOTICA

Definicion

La robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.

Historia

La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de “artefactos”, que trataban de materializar el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilodrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingénios) acuñó el término “automática” en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.

 

Karel Capek, un escritor checo, acuño en 1921 el término Robot en su obra dramática “Rossum’s Universal Robots / R.U.R.”, a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviándonos de las labores caseras.La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un correcto aparato teórico. Sin embargo, al intentar reproducir algunas tareas que para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o coger un objeto sin romperlo, no se ha obtenido resultados satisfactorios, especialmente en el campo de la robótica autónoma. Sin embargo se espera que el continuo aumento de la potencia de los ordenadores y las investigaciones en inteligencia artificial, visión artificial, la robótica autónoma y otras ciencias paralelas nos permitan acercarnos un poco más cada vez a los milagros soñados por los primeros ingenieros y también a los peligros que nos adelanta la ciencia ficción.

Clasificación General

 - Manipuladores.
 - Robots de repeticion.
 - Robots controlados por computadora.
 - Robots Inteligentes.
 - Robots de Servicio.
 - Robots Paralelos.

La Federacion Internacional de Robotica clasifica a los robots en varios tipos.

 - Tipo A => Manipulador que se controla manualmente o por control remoto.
 - Tipo B => Manipulador automatico preajustado (PLCs, accionamiento neumatico, electrico o hidraulico).
 - Tipo C => Robot programable con trayectoria punto a punto.
 - Tipo D => Robot capaz de adquirir los datos de su entorno y readaptar su funcion.

Clasificación por Generación: La generación de un robot se determina por el orden histórico de desarrollos en la robótica.

 - 1ra Generación => Repite programas secuencialmente sin tomar en cuenta el entorno.
 - 2da Generación => Actúa en consecuencia de la información que recolecta de su entorno.
 - 3ra Generación => Se programa a través de lenguaje natural.

Los robots de servicio se pueden definir como dispositivos moviles electromecanicos que realizan tareas no industriales. Aqui entran todos los robots dedicados a la educacion, medicina, agricultura, etc.
Robots de Servcio:

 - Robot Estacionario 
 - Telemanipulador
 - Androides.
 - Médicos.
 - Móviles.

Ventajas y Desventajas de los Robots

Ventajas:

- Mayor precisión, sin cansancio.
- No hay sindicatos de robots.
- Tareas peligrosas.
- Realidad Ampliada.
- Mayor velocidad.
- Reducción de costos.
- Pueden ir a donde el humano no puede.

Desventajas:

- Pueden ser peligrosos.
- Desplazamiento de mano de obra humana.
- Generan un rezago tecnológico importante.
- Cambio de paradigma.

Características de los Robots

Existen diversos tipos de clasificaciones de robots y cada clasificación tiene diversas características, algunas de las características que comparten estos robots son:
- Movimiento. Sistema de coordenadas en las que el robot se va a desplazar. • Cartesianas • Cilíndricas • Polares
- Energía. Un robot debe de tener una fuente de energía para poder convertirla en trabajo cada vez que efectúa algún movimiento.
- Grados de libertad. Se utilizan para conocer la posición de cada actuador y articulación del robot para que el efector final este en la posición para realizar la tarea programada.
- Captación de la información. Se refiere a los sensores que van a darle al robot la información necesaria para que desempeñe la actividad para la que está diseñado.
- Autonomía. La forma en que un robot desempeña una actividad tiene complejidad. Si esta tiene algún dinamismo es mayor es por esto que una de las ramas de la robótica muy importante es la de la inteligencia artificial (IA).

Entonces un robots es un sistema que contiene sensores, un sistema de control, manipuladores, fuentes de poder y software.

Componentes de los Robots

Es importante mencionar, que aunque el propósito esencial de un robot industrial es el de reemplazar al hombre en la realización de ciertas tareas, la configuración de su estructura mecánica no debe tratar de imitar la humana. A pesar que se hable de brazo, muñeca o mano, no debemos de caer en el error de limitar al robot con características humanas (“la réplica más que estructural es funcional”).
Estructura Mecánica.- Un robot está formado por eslabones que van unidos entre sí por actuadores. De esta forma se puede dar el movimiento entre dos eslabones consecutivos. Comúnmente, los robots industriales se parecen a un brazo humano, motivo por el cual se usan palabras como brazo, codo, y muñeca.
Transmisiones.- Son los que transmiten el movimiento del actuador hasta la articulación.
Actuadores.- Generan el movimiento del robot, estos pueden ser: neumáticos, hidráulicos o eléctricos.
Sistema Sensorial.- Es el encargado de darle información al robot de su propio estado (sensores internos) y el de su entorno (sensores externos).
Sistema de Control.- Es el encargado de regular el comportamiento del robot para obtener los resultados deseados.
Efectores Finales.- Son los que interactúan directamente con el entorno, generalmente son diseñados específicamente para cada tipo de trabajo.

 

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