ROBOTICA

Un robot confecciona mosaicos cerámicos

Dentro del grupo de investigación C4R2 (Cognition for Robotics Research) de la Universitat Jaume I de Castellón, la profesora Lledó Museros Cabedo, también investigadora en el Instituto de Tecnología Cerámica (ITC) ubicado en esta universidad, ha desarrollado un sistema robotizado que permite construir automáticamente cenefas cerámicas a partir de las piezas componentes y cualquier diseño proporcionado al robot.

SINC

Este desarrollo incrementará la calidad y la competitividad de las industrias dedicadas al montaje de cenefas y mosaicos cerámicos que están constituidos por diferentes piezas llamadas teselas, que presentan distintas formas, colores y tamaños. Estas, una vez ensambladas, forman una única cenefa o mosaico de gran valor añadido. En la actualidad, este tipo de montajes se ejecuta manualmente, lo cual encarece los costes de producción.

Este es un sistema inteligente y automático pensado para el montaje de este tipo de productos. El prototipo realiza el ensamblado de cenefas de manera automática en un tiempo competitivo con la velocidad de montaje manual y con un precio razonable que permita su implementación en las pequeñas y medianas empresas, que son las que componen en su mayoría el tejido del sector cerámico español.

Para conseguir el ensamblado de mosaicos de manera automática e inteligente se ha desarrollado una teoría cualitativa para el reconocimiento de objetos.

El Razonamiento Cualitativo es el razonamiento relacionado con la descripción no numérica de un sistema, preservando todas sus propiedades de comportamiento y distinciones relevantes. Con el uso del conocimiento capturado por el Razonamiento Cualitativo, un sistema robótico es capaz de manejar la incertidumbre asociada a un problema, por tanto la aplicación de teorías cualitativas en la industria cerámica, y en particular al problema del montaje de mosaicos cerámicos es factible dado que se trata de un proceso industrial donde la información disponible es imprecisa. Esta imprecisión se debe a la incertidumbre asociada a la información que proviene de sistemas sensoriales instalados en un entorno industrial, y al hecho de que no existen dos teselas cerámicas exactamente iguales.

La teoría cualitativa para el reconocimiento de objetos desarrollada es capaz de reconocer piezas poligonales con formas regulares o irregulares, formas con curvas o incluso completamente curvilíneas y todas ellas pueden contener uno o más agujeros. Esta teoría se esta aplicando en la actualidad al montaje automático e inteligente de mosaicos cerámicos.

Para su aplicación se cuenta con una cinta transportadora, un brazo manipulador y un sistema de visión . Todos estos elementos están controlados por un ordenador, en el que se realiza el proceso de reconocimiento del siguiente modo: el ordenador recibe un diseño, realizado en formato vectorial, de un mosaico cerámico a ensamblar. Además recibe imágenes capturadas por el sistema de visión de las piezas o teselas que se encuentran sobre la cinta transportadora.

El ordenador realiza la descripción cualitativa tanto del diseño como de las teselas sobre la cinta transportadora utilizando la teoría desarrollada y reconoce cuál de las teselas que están sobre la cinta se corresponde con la pieza que marca el diseño. El ordenador calcula también el ángulo de rotación que el brazo manipulador debe realizar para coger la pieza por su centroide y colocarla después según la orientación indicada por el diseño. A través de este proceso el robot conoce la posición original de la tesela en la cinta, su posición final en el área de ensamblado y el ángulo de rotación que debe realizar para colocar la pieza en la orientación y posición correctas.




Crean un robot fiable que escala superficies verticales
Se basa en la electroadhesión y sus primeros usos serán militares

Un robot que es capaz de desplazarse por superficies verticales ha sido desarrollado por ingenieros mecánicos de SRI International. Para ello, han usado una tecnología ya existente llamada electroadhesión, mediante la cual el robot induce cargas electromagnéticas sobre la superficie por la que se va desplazar para adherirse a ella. Según sus creadores, la aplicación más inmediata será en el ámbito militar, aunque también puede tener numerosas aplicaciones civiles, como para limpiar los cristales de un rascacielos o el despliegue de nodos de red. Asimismo, y si consiguen crear un interface adecuado, podría permitirnos a nosotros escalar fácilmente por superficies verticales

TENDENCIAS CIENTIFICAS


Ingenieros mecánicos de la organización sin ánimo de lucro SRI International, con base en Silicon Valley, acaban de presentar un robot que es capaz de adherirse y escalar en superficies verticales. Para ello, han ideado un sistema de adhesión activado eléctricamente. El robot puede incluso escalar por superficies húmedas o muy deslizantes, como el cristal.

Según su creador, el ingeniero mecánico, Harsha Prahlad, lo realmente significativo de este avance no es el robot en sí, sino que para su diseño se ha usado esta tecnología, llamada “electroadhesión”. De hecho, hay otros robots ideados para subir paredes, que usan fibras microscópicas diseñadas para mimetizar el mecanismo que utilizado por las lagartijas para, literalmente, pegarse a las paredes.

El robot funciona de otra manera, en concreto induce cargas electromagnéticas en la superficie de una pared para adherirse a ella. La ventaja de este sistema es que las partes que el robot usa para escalar pueden ser desconectadas (a diferencia de otros sistemas), haciendo sus movimientos mucho más sencillos. Asimismo, la superficie adhesiva del robot se auto limpia, lo que evita que el polvo y otras suciedades puedan reducir su capacidad de adherencia.

Las pruebas realizadas hasta el momento han puesto de manifiesto que el robot es capaz de generar 1,5 megatones de fuerza de adhesión por centímetro cuadrado y transportar unos 35 kilogramos.

El robot de electroadhesión funciona bien sobre una gran variedad de materiales, incluidas superficies tan concretas como el ladrillo, la madera o el acero. La atracción electroestática controlada eléctricamente no gasta mucha energía cuando está en movimiento, además es capaz de adaptarse a superficies con irregularidades, como esquinas o grietas. Este tipo de robots funcionan igualmente bien cuando se trata de deslizarse por superficies mojadas o sucias.

La simplicidad de este desarrollo facilitará su aplicación para crear dispositivos pensados para que el ser humano pueda escalar. “Con un interface adecuado, podríamos usar esta tecnología para escalar paredes”, comenta Prahlad, en declaraciones a Technology Review. En cualquier caso, un sistema así necesitaría aumentar la superficie adherente de las manos, o de lo contrario no tendría la suficiente fuerza de adhesión

Campos magnéticos

Las fuerzas que crean la adherencia provienen de los campos magnéticos generados por los electrodos positivos y negativos que lleva consigo el robot. Cuando se les aplica un voltaje alto, se generan esas cargas positivas y negativas, que atraen la carga opuesta de la superficie de la pared con la que están en contacto los electrodos.

Estas cargas son parecidas a las cargas electroestáticas producidas cuando caminamos sobre una alfombra. La diferencia es que, en el caso del robot, las cargas son generadas por una fuente de energía. Además, los electrodos están bien aislados, por lo que la fuerza del campo magnético es importante. De hecho, no hay neutralización de esta carga cuando el robot entra en contacto con la pared.

Según sus creadores, las fuerzas de atracción entre las cargas opuestas del robot y la pared son muy pequeñas, pero, acumuladas, son suficientes para que el robot se mantenga agarrado a la pared.

En su diseño actual, el robot se mueve gracias a un sistema muy parecido al que usan los tanques. Cada una de sus “ruedas” está construida con unas tiras de láminas flexibles con contienen los electrodos antes citados. Estas láminas se parecen mucho a las hojas de los famosos Post-it y se pegan y despegan de la pared según las ruedas van girando.

Aplicaciones

“Acontecimientos recientes, como desastres naturales o acciones militares han hecho crecer la necesidad de crear un robot fuerte que pueda moverse sin dificultades en tres dimensiones”, comenta Prahlad, en un comunicado del SRI “La habilidad de escalar una pared u otras estructuras ofrece aplicaciones únicas para el ejército, como hacer reconocimientos urbanos, el despliegue de sensores o la instalación de nodos de red en medios urbanos.”

Las primeras aplicaciones serán sin duda militares, pero puede ser usado también para limpiar las ventanas de un rascacielos o para pintar en zonas complicadas. Asimismo, sería muy útil para formar redes de comunicaciones autogestionadas.

La electroadhesión no es un concepto nuevo, ya que su utilización ya había sido propuesta para la fabricación de chips. Esta aplicación, sin embargo, es nueva. A partir de ahora, será interesante comprobar cómo podría funcionar un robot híbrido que una la electroadhesión con otros materiales ya usados en robots de parecidas características.