¿Cuáles Son los Principales Componentes de los Robots?
Los autómatas, más conocidos por la mayoría como robots, han sido parte del inconsciente colectivo humano durante mucho tiempo.
Los antiguos hebreos y griegos hicieron referencias a golems y asistentes mecánicos para ayudar a los humanos en sus actividades. La palabra robot no apareció en la literatura hasta la obra de 1921 de Karel Capek ” Rossum’s Universal Robots. En 1926, la película “Metrópolis” se convirtió en la primera película en movimiento que retrataba a un robot de aspecto humano en la gran pantalla.
Hoy en día, los robots forman parte de nuestra vida cotidiana. Incluso si no nos cruzamos, los robots ahora están trabajando en nuestros almacenes y plantas de ensamblaje, explorando planetas distantes, ayudándonos a inspeccionar nuestros sitios de infraestructura e incluso a construir otros nuevos.
Pero, ¿cómo funcionan realmente los robots? ¿Cuáles son los componentes principales de un robot y cómo contribuyen a su funcionalidad general? Aquí hay un curso intensivo sobre las partes que hacen funcionar a los robots.
1. Unidad central de procesamiento
Uno de los componentes principales de un robot es un componente principal en cualquier tecnología impulsada por computadora: la unidad central de procesamiento (CPU). La CPU actúa como el” cerebro ” del robot. En otras palabras, una CPU es el componente de robot que proporciona retroalimentación a estímulos externos.
Todos los organismos funcionan y sobreviven mediante el uso de retroalimentación. Es lo que hace que nos quitemos la mano después de tocar una estufa caliente. La CPU de un robot toma datos ambientales mediante sensores y, a continuación, llama a su programación para realizar la acción adecuada.
Uno de los primeros ejemplos de uso de retroalimentación para controlar una máquina se remonta a 1745, cuando Edmund Lee inventó la cola de abanico automática. Este dispositivo consistía en paletas más pequeñas unidas al eje de un molino de viento más grande que cambiaba la dirección del molino dependiendo del viento. Este sistema simple puede estar muy lejos de las CPU actuales, pero la idea central, que funciona de acuerdo con la retroalimentación externa, sigue siendo la misma.
Las CPU funcionan de manera similar al cerebro humano. Los datos ingresan a través de sensores al igual que la información llega a las neuronas del cerebro a través de los sentidos de su cuerpo, luego la CPU interpreta y actúa en consecuencia.
2. Sensores
Que nos lleva al siguiente componente clave de cada robot: los sensores. Los sensores son la potencia del mecanismo de retroalimentación de un robot. Actúan como” ojos “y” oídos ” para ayudar al robot a captar información sobre su entorno. Los robots suelen incorporar una amplia gama de tipos de sensores para ayudarles a realizar su trabajo. Estos incluyen:
- Sensores de luz
- Sensores de sonido
- Sensores de temperatura
- Sensores de contacto
- Sensores de proximidad
- Sensores de distancia
- Sensores de presión
- Sensores de posicionamiento
- Hidráulica: Utiliza aceite para facilitar el movimiento.
- Neumático: Utiliza aire para facilitar el movimiento.
- Eléctrico: Utiliza corriente eléctrica e imanes para facilitar el movimiento.
- Los robots de fábrica pueden tener efectores finales, como antorchas de soldadura, destornilladores, pistolas de remaches y pulverizadores de pintura.
- Los robots móviles suelen tener manipuladores y pinzas para levantar objetos o eliminar objetos peligrosos.
- Los robots como los enviados a otros planetas pueden llevar palas, taladros, martillos, cámaras, luces y otros instrumentos analíticos.
ayudan a los robots a navegar con más confianza y seguridad, especialmente cuando se despliegan junto a trabajadores humanos. Los sensores de presión pueden controlar la fuerza de agarre de un brazo robótico motorizado, para que no aplaste la mercancía que está procesando.
Los sensores de posicionamiento incluyen GPS, brújulas magnéticas digitales y otras herramientas para aproximar la ubicación de un robot, ya sea en interiores o exteriores. Algunos robots también navegan por su entorno a través de sensores de visión, que funcionan como ojos. Las cámaras alimentan la información visual, luego un proceso de inteligencia artificial (IA) llamado visión artificial analiza las imágenes de video para reconocer objetos, guiando al robot.
Un tipo de sensor robótico más nuevo pero cada vez más popular son los sensores propioceptivos. Estos componentes monitorean los factores internos de un robot, como el calor, la corriente eléctrica y la duración de la batería. Dado que los robots a menudo son caros, las empresas deben estar al tanto de su mantenimiento, y esta información les ayuda a hacerlo.
3. Actuadores
Si los sensores son los ojos y los oídos del robot, sus actuadores funcionan como músculos. Los actuadores son pequeños motores conectados directamente a la estructura del robot que facilitan el movimiento. Algunos de los tipos más comunes incluyen:
Los acuadores hidráulicos suelen aparecer en maquinaria pesada, incluidos los equipos de minería y construcción, ya que producen mucha fuerza y son relativamente fáciles de mantener. Los actuadores neumáticos tienen muchos de los mismos beneficios y a menudo son menos costosos, pero son sensibles a las vibraciones. Son una opción popular para la fabricación y otros entornos estables en interiores.
Los actuadores eléctricos son, con mucho, el tipo más común en la actualidad. Proporcionan más control, tienen menos riesgos ambientales, hacen poco o ningún ruido y son fáciles de programar.
Algunos de los robots más simples consisten en poco más que un brazo, un actuador y una herramienta para realizar el trabajo. Los robots más complejos pueden usar actuadores para poner en movimiento bandas de rodadura, ruedas o incluso patas.
Cuando se despliegan robots para completar tareas delicadas que requieren finura y precisión, se pueden usar motores paso a paso. Estos son diseños de motor distintos que proporcionan movimiento en intervalos específicos de una manera altamente repetible.
La capacidad de obtener resultados de alta calidad a través de robots y motores paso a paso es una de las razones por las que el ensamblaje robótico despegó de una manera tan grande en la década de 1960 y nunca se ralentizó.
4. Efectores finales
Otra cualidad que la mayoría de los robots tienen en común son los efectores finales. Los términos “efector” y “efector final” a veces se usan indistintamente. Ambos términos se refieren a las herramientas a bordo del robot, es decir, las herramientas que realizan el trabajo real e interactúan con el entorno o una pieza de trabajo. Estos son algunos ejemplos:
De simple a complejo, los efectores permiten a los robots llevar a cabo sus tareas específicas con precisión. Por ejemplo, algunas de las últimas tecnologías robóticas utilizan pequeños bisturíes, manos y cámaras al final de los brazos para realizar cirugías. Estas herramientas precisas, combinadas con la estabilidad y el rango de movimiento de los robots, hacen que la cirugía sea más segura y menos invasiva. Algunos robots pueden realizar operaciones con solo una incisión de 25 mm, que sería demasiado pequeña para que un humano opere.
5. Fuente de alimentación
Al igual que los seres humanos consumen alimentos cuando necesitan energía, los robots también necesitan energía para funcionar. Casi todos los robots reciben su energía de la electricidad.Sin embargo,
Las fuentes de alimentación pueden adoptar muchas formas diferentes. Los robots estacionarios, como los de las fábricas, reciben energía directa como cualquier otro aparato. Los robots móviles suelen llevar baterías de alta capacidad, mientras que las sondas robóticas y los satélites generalmente están equipados con paneles solares para extraer energía del sol.
A medida que la conservación de energía se ha convertido en un problema más urgente, muchos robots de hoy en día incluyen funciones de ahorro de energía. Algunos cambian automáticamente a un modo de bajo consumo de acuerdo con su uso, otros usan diseños únicos para minimizar el movimiento mecánico y otros usan fuentes de energía verde. A medida que esta tendencia continúe, surgirán formas más novedosas de reducir el consumo de energía de los robots.
6. Un programa
La programación de un robot no es un componente físico, pero sigue siendo una parte esencial del todo. Cada uno de los componentes de los robots que hemos visto hoy en día recibe estímulos o proporciona una forma de retroalimentación. El programa dentro de un robot proporciona la lógica que impulsa estos comportamientos.
Es posible que esté familiarizado con las recetas de automatización, incluida la funcionalidad “Si Esto Entonces Aquello”. Es un concepto que cualquiera puede explorar con sus teléfonos inteligentes y hogares inteligentes. Los robots, del mismo modo, contienen “árboles lógicos” que recopilan y analizan datos ambientales y de tareas, y luego eligen una respuesta adecuada basada en ese estímulo.
Por ejemplo: si un robot se acerca a una caída pronunciada, retrocederá automáticamente. Una sonda robótica que explora otro mundo puede activar una herramienta diferente dependiendo de lo que detecten sus cámaras y sensores a su alrededor.
Otros ejemplos de programación robótica son más avanzados. La última tecnología robótica utiliza aprendizaje automático, que imita cómo aprenden los humanos. Estos robots toman nota continuamente de las diferentes situaciones y brotes que encuentran y aprenden de ellos. Cuanto más tiempo operan, más aprenden, cada vez más precisos y útiles.
Los coches autónomos son un ejemplo de sistemas robóticos que utilizan aprendizaje automático. A medida que las empresas prueban estos vehículos en la carretera, se encuentran con más obstáculos en más condiciones, aprendiendo a identificarlos mejor. Sin el aprendizaje automático, es posible que estos automóviles no reconozcan todos los objetos que encuentran, lo que podría ser peligroso.
La toma de decisiones humana ocurre lo suficientemente rápido como para que normalmente no seamos conscientes de tomar decisiones en el momento. El mismo concepto general se aplica a conseguir que los robots realicen tareas específicas en circunstancias inciertas, todo sin mucha o ninguna interacción humana.
Robots y Progreso Entrelazados
Los robots han sido durante mucho tiempo un referente para la marcha del progreso tecnológico. Los primeros intentos de robots parecen paralizados y torpes ahora cuando se considera la agilidad de algo como el perro robótico de Boston Dynamics, ” Spot.”Lejos de ser un juguete, este robot de 7 74,500 es capaz de aplicaciones” casi ilimitadas”, según portavoces de Boston Dynamics, que van desde tirar cargas pesadas hasta realizar vigilancia automatizada de propiedad privada.
La marcha continúa. En los próximos años, pronto veremos que los robots asumen una variedad aún mayor de formas y realizan muchas más tareas que en la actualidad. Desde realizar tareas para pequeñas empresas hasta construir y mantener algunas de las estructuras más impresionantes del mundo, si hay algo que inspeccionar, fabricar o transportar, probablemente haya un robot para eso.
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