Cuando no se tiene en cuenta el diseño dinámico en la construcción de los robots, se pueden presentar daños significativos en su estructura y la pérdida de mucho trabajo y tiempo. El Laboratorio de Robótica y Prodúctica, de la Universidad del Valle, es uno de los pocos a nivel nacional que se dedican a hacer este tipo de estudios.
 Foto de Rev. Fronteras de la Ciencia y la Tecnología |
Entre las principales funciones de los robots está el ayudar al hombre a realizar tareas en las que pueden ver comprometidas su integridad física y su salud. |
Al igual que volar, uno de los sueños más acariciados por el hombre es el de crear un ser muy semejante a él, capaz de desempeñarse en sus mismos campos de trabajo y, en un momento dado, ser autónomo en sus decisiones.
Su primer anhelo ya lo cumplió con creces; el segundo, en parte. ¿Por qué? porque simular una persona es una tarea titánica que a la naturaleza le tomó millones de años en concluir. Por ejemplo, los robots que se desplazan eficientemente en dos piernas sólo hacen parte de la ciencia ficción, pues hasta ahora es casi imposible lograr que estos aparatos tengan la coordinación y equilibrio necesarios para este tipo de movimiento.
Lo mejor que se ha hecho, en este sentido, son los robots que se desplazan gracias a seis patas, como una araña, o sobre ruedas.Además hay que tener en cuenta que a nivel estructural, sólo la mano humana tiene 22 articulaciones perfectamente sincronizadas para realizar la función requerida.
Pero entonces, ¿qué es un robot? De acuerdo con el ingeniero mecánico de la Universidad del Valle y estudiante de la Maestría en Automatización, José Tomás Buitrago, este mecanismo es una simulación muy burda de cómo se comporta una parte del cuerpo humano.
Un robot es un manipulador flexible, reprogramable y multifuncional, muy diferente a las máquinas automáticas, las cuales están hechas para realizar únicamente una tarea específica.
Por su parte, el robot sirve para realizar tareas que ayudan al ser humano a desempeñarse mejor en su trabajo y sin comprometer su integridad física.
¿Un simple movimiento?
Al igual que sucede con los seres humanos, al ejecutar cualquier tarea se debe preveer cuáles son los movimientos necesarios y cuál es la fuerza que se debe aplicar. Lo mismo sucede con los robots.
Pero hacer todos estos trabajos se necesita, mediante un programa de computador o un dispositivo especial, dar las órdenes correspondientes al robot para que ejecute el movimiento adecuado.
El modelo dinámico
precisamente estudia qué fuerza se le debe aplicar al robot o mejor
dicho al conjunto de motores, pues cada articulación del aparato
necesita un motor diferente.
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Estos modelos son ecuaciones realizadas a través del computador, la información obtenida se envía hasta el robot a través de unas tarjetas electrónicas insertadas en él. Conocer estos datos, antes de ensamblar el aparato permite que las tarjetas, motores y fuentes de potencia tengan un mejor funcionamiento y se desgasten menos. |
El modelo dinámico va de acuerdo con la posición, velocidad y aceleración de las articulaciones. Mediante una simulación del modelo se pueden predecir vibraciones, sobrepasos y sobrevoltajes que pueden llevar a movimientos erráticos o descoordinados.
Estos modelos son ecuaciones realizadas a través del computador, la información obtenida se envía hasta el robot a través de unas tarjetas electrónicas insertadas en él. Estos circuitos sacan la señal de voltaje hacia la fuente de potencia del robot, encargada de convertirla en la potencia adecuada que necesita cada motor para realizar la función asignada.
"Conocer esta información antes de ensamblar el robot permite que las tarjetas, motores y fuentes de potencia tengan un mejor funcionamiento y se desgasten menos. Análogamente es como evitar que el automóvil vaya continuamente en primera", afirma el ingeniero Buitrago.
Muchas veces se cae en el error de diseñar la parte mecánica y pasar por alto la obtención del modelo dinámico; cuando esto ocurre el robot puede recibir valores inadecuados de fuerza para mover sus articulaciones, lo que disminuye el desempeño del movimiento y se presentan comportamientos como vibraciones.
En Colombia
El Laboratorio de Robótica y Prodúctica, de la Facultad de Ingeniería, de la Universidad del Valle, es el único en la región y uno de los pocos a nivel nacional que se dedican a hacer este tipo de estudios.
El objetivo de este centro de investigación es lograr que las industrias colombianas no tengan que importar este conocimiento; por el contrario, generarlo desde sus propios laboratorios y llegar al punto de construir robots nacionales.
De acuerdo con el ingeniero Buitrago, a pesar de que el país cuenta con un recurso humano calificado para este tipo de investigadores, el principal obstáculo es el equipo técnico necesario, pues solo se consigue a muy altos precios en el exterior.
Debido a estos inconvenientes los estudios y simulaciones sólo se quedan en el computador, pues no se cuenta con la infraestructura física de diferentes clases de robots donde probarlos.
Pero de todos modos
el científico considera que lo importante es seguir investigando,
pues los resultados permitirán que las empresas tengan más
competitividad en el mercado internacional y se obtenga una mano de obra
más calificada.
Contacto: José Tomas Buitrago. Ingeniero Mecánico
de la Universidad del Valle.
e-mail: buitrago@eiee.univalle.edu.co
Para mayor información acerca del tema tratado en este artículo, escríbanos a aupec@mafalda.univalle.edu.co
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