domingo, 26 de abril de 2015
El dia de los robots trabajadores
El creciente desarrollo de la tecnología y
su cada vez menor coste serán dos de los principales responsables de
que en un par de décadas, a más tardar, gran parte de los puestos de
trabajo hoy ocupados por el hombre desaparezcan para dar paso a la hegemonía de las máquinas.
Aunque es algo que ya tenemos presente en nuestro día a día, con
multitud de labores ejecutadas antes por la mano humana y que hoy
dependen de un ordenador conectado a internet (véase las ya comunes
gasolineras con surtidores automáticos), parece impensable que en no más
de 20 años un 47% de los puestos de trabajo en EE.UU. estén en «serio riesgo de desaparecer» a consecuencia de la evolución tecnológica.
Así lo asegura un estudio desarrollado hace escasas semanas por la Universidad de Oxford denominado «El futuro del empleo: ¿Cuánto son susceptibles de automatización los trabajos?»
que analiza los «riesgos» del creciente desarrollo tecnológico para el
mercado laboral estadounidense, aunque sus conclusiones bien podrían
extrapolarse al resto del mundo. Así pues, según las estimaciones de los
investigadores, un 47% de los puestos de trabajo se encuentra ya en
«peligro de extinción», una situación cuando menos preocupante sobre
todo si tenemos en cuenta que los primeros empleos en desaparecer serían
aquellos que hoy requieren escaso nivel educativo y poca preparación previa.
Los autores del estudio justifican
este a priori trágico desenlace para nuestro mercado laboral por el
hecho de que la implementación de la tecnología tendrá como consecuencia
un descenso cada vez mayor en el precio de los ordenadores. Citando al
economista John Maynard Keynes,
quien ya aseguró que llegaría un momento en que la evolución
desembocaría en el fin de determinados empleos, los expertos aseguran
que «tal y como viene ocurriendo desde hace décadas, la tecnología
seguirá sustituyendo» al hombre en una ingente variedad de actividades.
Labores mecánicas
Entre sus conclusiones, los autores
muestran la certeza de que entre aquellos trabajos en los que será más
fácil acabar con la intervención humana se encuentran las tareas mecánicas y manufacturadas como puede ser la producción industrial. Uno de los ejemplos que se cita para demostrarlo es el caso de la empresa General Electric,
donde un elevado número de máquinas ejecuta con alto grado de éxito
complejas tareas que antes eran llevadas a cabo por trabajadores de
plantilla.
«Los vehículos autónomos serán mucho más seguros»
«Este tipo de avances -prosigue el
informe- están contribuyendo a acelerar la bajada del precio de la
tecnología. Desde la década pasada el precio de los robots ha descendido hasta en un 10%
y se espera que el descenso se acelere, lo que incrementará el número
de usuarios». El estudio cita para ello otro ejemplo, en este caso a la
empresa Foxconn, la fábrica que elabora el iPhone de Apple y que ya ha
comenzado a invertir en máquinas destinadas a la ensambladura de
productos. «A medida que el coste de las máquinas disminuya y la
capacidad tecnológica aumente, la tecnología sustituirá gradualmente a
un elevado número de ocupaciones como pueden ser la preparación de
alimentos, los cuidados sanitarios o la limpieza».
Retos pendientes
Sin embargo, es evidente que al mundo de la tecnología le
queda todavía mucho que hacer si quiere ganar puestos en su competición
con el hombre. Como indican los expertos, las máquinas cuentan hoy con un reto importante: alcanzar la profundidad y la amplitud de la percepción humana.
Mientras que la identificación de formas geométricas está
bastante conseguida, todavía quedan grandes barreras que salvar en el
campo de la percepción, como la identificación de objetos. «Aunque se
han producido avances, las soluciones hoy día suelen ser poco fiables en
este campo, un problema que no estará resuelto, previsiblemente, hasta dentro de un par de décadas». Del mismo modo, también será ciertamente complejo conseguir el éxito tecnológico en aquellos trabajos basados en la creatividad: «Nos
parece imposible que labores como escribir un poema o pintar puedan
automatizarse en las próximas décadas», aseguran los autores.
Trabajadores de los sectores del transporte y logística,
empleos de oficina, tareas de apoyo administrativo, limpieza... son
,según este estudio, puestos de trabajo en «serio peligro». ¿Significa
esto que no podemos hacer nada ante este imparable 'boom' tecnológico?
Tomarlo como una amenaza puede ser, para muchos, un craso error que nos
impida pensar en los nuevos puestos de trabajo que están por venir y
que, al menos durante un tiempo, solo la mano del hombre será capaz de
desarrollar.
Tegnologia y robotica: Materiales roboticos
Materiales para montar robots
El hardware que se puede encontrar en el mercado para montar
robots puede clasificarse en dos grandes grupos:
- Robots con una morfología predefinida (como los robots de K-Team), y
- robots con un piecerío que permite diferentes opciones de montaje.
Aun siendo algunos del primer grupo adecuados para ser utilizados
en informática y electrónica, aquí los voy a dejar de lado
ya que los del segundo grupo me parecen más adecuados para la enseñanza
no universitaria. Los robots del segundo grupo permiten trabajar distintos contenidos
del curriculum: mecánica, electricidad, electrónica, informática,
matemáticas y otros contenidos relacionados con el campo de la ciencia
y la tecnología.
¿Qué condiciones ha de cumplir un material
de estos?
Considero que un material para montar robots en el aula
ha de cumplir los siguientes mínimos:- Elementos para construir estructuras robustas.
- Elementos para montar el aparato motor: motores y elementos diversos para montar transmisiones (engranajes, poleas, palancas...).
- Sensores para montar el aparato sensorial.
- Controladora: será el cerebro del robot. Requiere un sistema de uno u otro tipo para transferir los programas del ordenador a la controladora. En algunos casos se utiliza señal de radio o luz infrarroja mientras que en otros se utiliza un cable.
- Un software que permita definir (programar) el comportamiento del robot.
- Fácil de montar y desmontar: es interesante que el piecerío sea reutilizable
- Lenguaje de programación adaptado al nivel educativo.
- Que sea escalable, es decir, que a partir de un material básico haya opciones de ampliación.
- Que permita utilizar elementos ajenos al propio sistema: sensores...
- Posibilidad de adquirir recambios..
- Elementos neumáticos.
- Software utilizable con diferentes sistemas operativos.
- Precio.
Robots colaboratorios
Robots colaborativos
Introducción:
Cobots son conocidos como un novedoso prototipo de dispositivos robóticos destinados a la colaboración directa con un operante humano en un espacio compartido, como el de una línea de montaje. Los Cobots fueron desarrollados inicialmente por la Universidad Northwestern y General Motors Corporation para abordar dos puntos vitales:1. Ergonomía: Ofrecen guía virtual de las superficies sobre las que actúan con dirección de movimiento hacia el lugar de trabajo adecuado, estas se encuentran programadas en el espacio y el tiempo exacto mediante una previa planificación adecuada.
2. Seguridad: La cercanía de los operadores con el cobot requiere un gran diseño en materia de seguridad. La planeación de la seguridad exclusiva del cobot proporciona que las capacidades de este así como el máximo de energía en el sistema se vean definidos y limitados por los ejecutores.
Los cobots han sido los nacientes de una nueva generación de computadoras controladas y del montaje programable de herramientas que ayudaran a aliviar las preocupaciones ergonómicas de las grandes industrias y al mismo tiempo proporcionaran la capacidad de cimentar una línea de montaje ágil y flexible en todos los sentidos. Los cobots seguirán evolucionando hacia sistemas prácticos por lo que la funcionalidad que ofrecen es dirigida para efecto de las líneas de montaje arquitectónicas del futuro
Historia de la robótica
1922 Karel Capek, autor checo, escribió la hisoria llamada Rossum's Universal Robots e introdujo la palabra "Rabota" (trabajador).1950 Isaac Asimov publica las tres leyes de la robótica.
1952 La primera máquina NC fue construida en el MIT.
1954 George Devol desarrollo el primer robot programable.
1955 Denavit y Hartenberg desarrollaron una transformación homogénea de matrices.
1956 George Devol desarrolla un controlador magnético. Eckert y Mauchley construyen la computadora ENIAC en la Universidad de Pensylvania.
1961 Se emite la patente estadounidense 2,998.237 a favor de George Devol por "Transferencia Programada de Artículos", base para los robots UnimateTM
1962 Se formó Unimation, apareciendo así la primera industria de robótica, y GM instaló su primer robot Unimation.
1967 UnimateTM introduce el robot Mark IITM. Se importó el primer robot a Japón para aplicación de pintura en aerosol.
1968 Se construye en el Instituto de Investigación de Stanford, SRI, por sus siglas en inglés, un robot inteligente llamado Shakey.
1972 IBM trabajó en la coordinación rectangular de robots para su uso interno. Después desarrollo la IBM 7565 para la venta.
1973 Cincinnati MilacronTM introduce el modelo robótico T3, que se volvió popular en la industria.
1978 El primer robot PUMA fue importado a GM por Unimation.
1983 La robótica se vuelve un tema popular en la industria y en la academia. Muchos programas en EUA empiezan a impartir cursos de robótica.
1989 El Dr. Seymour Papert se convierte en Profesor Investigación de Aprendizaje de LEGO
1990 Cincinnati Milacron fue adquirido por ABB de Suiza. La mayor parte de las compañías manufactureras de robots pequeños salieron del mercado. Solo algunas compañías, principalmente productoras de robots industriales permanecieron.
1993 Dante, un robot caminante de 8 piernas desarrollado en la Universidad de Carnegie Mellon, descendió en el Monte Erebus, Antartica. Su misión era la de recolectar datos en un ambiente adverso como el que podría encontrarse en en otros planetas. La misión falló cuando, luego de 20 pies, la cadena se rompió y Dante cayó al crater.
1994 Dante II, versión mas robusta de su predecesor, desciende al volcan Monte Spurr, en Alaska. La misión fue un éxito. Marc Thorpe inicia las Guerras de Robots en el Centro Fort Mason, San Francisco, Ca.
1996 Un Robo Atún es diseñado y construido por David Barret para su dosctorado de tesis en el MIT. Fue usado para estudiar el nado de los peces.
1997 El primer nodo de la Estación Espacial Internacional es puesto en órbita. Durante los siguientes años se añaden más componentes, incluyendo brazos robóticos fabricados por la empresa canadiense MD Robotics. La misión Pathfinder aterrizó en Marte.
2000 Debuta el robot humanoide de Honda, ASIMO. Lego lanza al mercado su Sistema Robótico de Invención MINDSTORMSTM 2.0
2001 LEGO da a conocer su Último Set Constructor de MINDSTORMS.
Investigaciones actuales
Control de Robots Colaborativos basado en Reglas:
El comportamiento de los robots está basado en reglas muy simples. En la actualidad los usos de los múltiples robots en misiones colaborativas han atraido más y más la atención de los investigadores. Varios grupos de investigadores se han enfocado en el comportamiento colectivo de los robots. Investigadores de la Escuela Naval de Posgrado desarrollaron el Robot Multi-Agente Simulación Swarm para modelar el comportamiento de los enjambres de robots militares. Con estos modelos se investigaron los efectos de incrementar la complejidad del comportamiento de un escenario de búsqueda involucrando un enjambre de robots buscando taques móviles en una región determinada. Nuevamente en este modelo el robot es muy primitivo, la velocidad es constante y las rutas son lineales.El "robot colaborativo" simple y de bajo costo, sólo reacciona ante situaciones locales. La misión que tienen los investigadores es averiguar y controlar un área cuadrada usando robots colaborativos, tales como los vehículos Micro Air. El objetivo es cubrir el área en la medida de lo posible. Para lograr precisión y alta fidelidad, modelos complejos son utilizados para simular el comportamiento de los robots. Los robots colaborativos se distinguen por circular libremente basado en reglas muy simples. Las simulaciones se han ejecutado bajo diferentes configuraciones de los robots. Los resultados de dichas simulaciones muestran que los robots pueden desempeñar misiones colaborativas en conjunto y adecuadamente con sensores primitivos.
Modelos de sistemas
Como ya se mencionó, la misión de los investigadores es inspeccionar y monitorear un área mediante la utilización de robots colaborativos. El objetivo es obtener la máxima cobertura. Los modelos de sistemas incluyen el modelo al que se desea llegar, es decir el objetivo, y los modelos de robots. Los robots colaborativos tienen las siguientes características:
- El robot es homogéneo.
- Cada robot solo responde a situaciones locales o amenazas basadas en los estímulos sensoriales.
- Los robots colaborativos son controlados por un conjunto de reglas de comportamiento.
El comportamiento del robot con un modelo de dinámica se enfoca en el comportamiento colectivo de robots colaborativos.
Modelo sensorial:el robot tiene un conjunto de ocho sensores de los cuales cada uno cubre un rango de 45 grados, completando 360 grados en total, para la detección de la región vecina. Los sensores solo pueden percibir la presencia de otros objetos en el sector o frontera de la detección pero no pueden detectar el número o la distacncia de ellos.
Modelo dinámico: es un modelo más sofisticado y desarrollado para lograr una mayor seguridad en el comportamiento de los robots colaborativos. Pueden ajustar su ángulo de percepción y su fuerza de empuje.
Diseño de simulación:
La simulación de robots colaborativos debe definir las variables del estado del robot, la definición de los acontecimientos de los robots, y los controladores de eventos para cada evento. Básicamente, este paso implica la abstracción de los rasgos esenciales de un problema, y seleccionar y modificar los supuestos que caracterizan el sistema, y luego enriquecer y elaborar el modelo hasta que resulte una aproximación útil. Cada robot es un individuo independiente, que recibe información, se mueve de acuerdo a algunas normas de control, y publica información a otras personas. Estos robots interactúan unos con otros para llevar a cabo misiones colectivas. El marco de simulación se muestra en la FiguraMi relacion con los robots
La robótica ha
tenido casi siempre mala prensa pero ahora nos encontramos en un punto
de inflexión al haber comprendido que es nuestra aliada. El origen de
esa mala relación estuvo ligado a la construcción de artefactos que en
cierta manera trataban de reemplazar el trabajo de nuestros congéneres y
ello levantó suspicacias. No hay que irse muy lejos en el tiempo para
recordar cómo por ejemplo muchos de los operarios de las distintas
cadenas de producción en la fabricación de automóviles miraban con
recelo cuando pasaban a ser sustituidos por las máquinas…
Sin embargo los tiempos afortunadamente cambian y hoy se puede decir que hombre y el robot mantienen
una relación más que satisfactoria sobre todo en el campo de la
medicina, pero sobre todo muy beneficiosa en el ámbito de la
rehabilitación donde en España empiezan a darse avances significativos.
Sin embargo antes de entrar en materia seguro que te has preguntado alguna vez cuáles son las características de la robótica.
Se trata de una rama de la tecnología que se caracteriza por el empleo
de máquinas controladas por ordenador, que están programadas para
moverse, manipular objetos y que interactúan además con su entorno.
Casi como los humanos ¿verdad? Y ojo, que ya no se puede argumentar que
estas ‘máquinas’ no tienen corazón, porque la tecnología ha conseguido
ya que muchos de estos artilugios sean capaces de emocionarse, sentir y
pensar. Hacemos un inciso y os mostramos por ejemplo el último hito en
este campo Rex, el robot más parecido al humano: con corazón, sangre, nariz, piernas y boca.
Si hacemos un poco de feed-back el nacimiento de la robótica
se sitúa en la década de los 60, siendo su máximo exponente en España
Leonardo Torres Quevedo, a quien se le debe en 1912 la creación del
primer robot capaz de hacer ‘jaque mate’ a cualquier humano que le
pusieran enfrente. Aunque mucho antes, Aristóteles y Leonardo Da Vinci
habían sentado en cierta forma las bases de todo un complejo mundo que
en el ámbito de la medicina está logrando por ejemplo que personas con
problemas medulares o afectados por accidentes cerebrovasculares puedan
andar a través de lo que se denominan exoesqueletos.
José Luis Pons, quien dirige el grupo
de Bioingeniería en el CSIF, es probablemente una de las personas que
más conocen sobre estos dispositivos en España. De su mano se ha
acercado imatv a la Semana de
Robótica celebrada en la Universidad de Alcalá de Henares, poniendo bajo
el foco la difícil relación entre el hombre y la máquina en una
interesante conferencia donde presentó estos dispositivos tan
beneficiosos hoy para para los humanos.
Para haceros una idea los exoesqueletos,
tal y como se aprecia en la imagen que ilustra este post, son armazones
metálicos externos que ayudan a moverse a su portador para que realice
cierto tipo de actividades aumentando la independencia de pacientes con
enfermedades también tan duras como el Parkinson. Así en este
apasionante mundo casi de ciencia ficción hay dos tipologías de
dispositivos bien diferenciados: los neuro-robots y las neuroprótesis
que facilitan la vida de estos pacientes bien con mecanismos externos
que los ayudan en su movilidad diaria, o bien gracias a implantes en las
neuronas haciendo que estas sean las que finalmente respondan y
activen los movimientos, recuperando así las capacidades cognitivas.
Una realidad palpable porque ya hay robots que están decodificando e interpretando impulsos y los están transformando en movimiento. Tim Hemmes, es el primer tetrapléjico que mueve un brazo robótico mediante el poder de su mente.
Por lo que no queda la menor duda, como
argumenta el propio José Luis Pons, de que podemos considerar ya a
los robots como nuestros auténticos aliados.
sábado, 25 de abril de 2015
Controladores para robots
Controladores:
Los controladores del robot industrial de
ABB ofrecen un control de movimiento superior y permiten una rápida
integración de hardware opcional. El IRC5 es la quinta generación de controladores de robot de ABB.
Su tecnología de control de movimiento, que combina TrueMove y
QuickMove, es esencial para el rendimiento del robot en términos de
precisión, velocidad, tiempos de ciclos, programación y sincronización
con dispositivos externos. Entre otros elementos se incluyen la
FlexPendant, unidad de programación con pantalla táctil y movimiento del
robot con joystick, lenguaje RAPID flexible y potentes opciones de
comunicación.
RobotWare constituye el núcleo del sistema, y combina un gran número de opciones diseñadas para incrementar la funcionalidad del robot. Por ejemplo, multitarea, transferencia de información de archivos al robot, comunicación con sistemas externos o tareas de movimiento avanzadas.
SafeMove marca un paso importante al eliminar el aislamiento de los robots industriales y facilitar la colaboración hombre-robot. Desarrollado y probado para cumplir con las normas de seguridad internacionales, SafeMove es una solución basada en software y hardware que garantiza un movimiento del robot seguro y predecible.
RobotWare constituye el núcleo del sistema, y combina un gran número de opciones diseñadas para incrementar la funcionalidad del robot. Por ejemplo, multitarea, transferencia de información de archivos al robot, comunicación con sistemas externos o tareas de movimiento avanzadas.
SafeMove marca un paso importante al eliminar el aislamiento de los robots industriales y facilitar la colaboración hombre-robot. Desarrollado y probado para cumplir con las normas de seguridad internacionales, SafeMove es una solución basada en software y hardware que garantiza un movimiento del robot seguro y predecible.
Que es una maquina
Máquina:
La polea es una de las máquinas simples.
Un motor de cuatro tiempos es un motor de combustión interna, una máquina térmica que transforma energía térmica en energía mecánica.
Una bomba centrífuga es un tipo de bomba hidráulica, una máquina hidráulica que transfiere energía mecánica entre el rodete y el fluido que circula por ella.
Un alternador es una máquina eléctrica capaz de transformar energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente alterna mediante Inducción electromagnética.
Índice:
Componentes:
Artículo principal: Elementos de máquinas
Los elementos que componen una máquina son:- Motor: es el mecanismo que transforma una fuente de energía en trabajo requerido.
- Conviene señalar que los motores también son máquinas, en este caso destinadas a transformar la energía original (eléctrica, química, potencial, cinética)la energía mecánica en forma de rotación de un eje o movimiento alternativo de un pistón. Aquellas máquinas que realizan la transformación inversa, cuando es posible, se denominan máquinas generadoras o generadores y aunque pueda pensarse que se circunscriben a los generadores de energía eléctrica, también deben incluirse en esta categoría otro tipos de máquinas como, por ejemplo, las bombas o compresores.
- Evidentemente, en ambos casos hablaremos de máquina cuando tenga elementos móviles, de modo que quedarían excluidas, por ejemplo, pilas y baterías.
- Mecanismo: es el conjunto de elementos mecánicos, de los que alguno será móvil, destinado a transformar la energía proporcionada por el motor en el efecto útil buscado.
- Bastidor: es la estructura rígida que soporta el motor y el mecanismo, garantizando el enlace entre todos los elementos.
- Componentes de seguridad: son aquellos que, sin contribuir al trabajo de la máquina, están destinados a proteger a las personas que trabajan con ella. Actualmente, en el ámbito industrial es de suma importancia la protección de los trabajadores, atendiendo al imperativo legal y económico y a la condición social de una empresa que constituye el campo de la seguridad laboral, que está comprendida dentro del concepto más amplio de prevención de riesgos laborales.
Clasificación:
Pueden realizarse diferentes clasificaciones de los tipos de máquinas dependiendo del aspecto bajo el cual se las considere. Atendiendo a los componentes anteriormente descritos, se suelen realizar las siguientes clasificaciones:| Motor o fuente de energía |
Mecanismo o movimiento principal |
Tipo de bastidor |
|---|---|---|
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|
|
Otra posible clasificación de las máquinas es su utilidad o empleo, así pueden considerarse las taladradoras, elevadores, compresores, embaladoras, exprimidores, etc. La lista es interminable, pues el ser humano siempre ha perseguido el diseño y la construcción de ingenios para conseguir con ellos trabajos que no puede realizar empleando su propia fuerza y habilidad o para realizar esos trabajos con mayor comodidad.
Estas no son todas las clasificaciones, sino que hay otras, que pueden ser: máquina, máquina simple y máquina como herramienta.
También se pueden clasificar por el tipo de flujo que procesan: máquinas que procesan energía, máquinas que procesan materiales, máquinputas que procesan información.
Maquinaria:
Se llama así al conjunto de varias máquinas que realizan trabajos para un mismo fin. Claros ejemplos de esto son las maquinarias agrícolas, maquinarias de construcción y maquinaria textil, entre otras tantas.
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