martes, 19 de octubre de 2010

La Robótica


Robótica:
La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. Se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de los robots. La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot.
Historia de la robótica:
La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática "Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra checa robota, 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 aliviando de las labores caseras.
Clasificación de los robots:
Según su cronología:
La que a continuación se presenta es la clasificación más común:
§    1ª Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
§    2ª Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
§    3ª Generación.
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
§    4ª Generación.
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
Según su arquitectura:
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.
§    1. Poliarticulados
En este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
§    2. Móviles
Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
                §    3. Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.

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4. Zoomórficos
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
§    5. Híbridos
Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los Robots industriales. En parecida situación se encuentran algunos Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots personales.

martes, 12 de octubre de 2010

Las nuevas tecnologias

¿Que son las nuevas tecnologias?

Hace referencia a los últimos desarrollos tecnológicos y sus aplicaciones (programas, procesos y aplicaciones).
Existe una confusión en identificar las nuevas tecnologías con la informática por la presencia de microprocesadores en casi todos los nuevos aparatos y por la función que tiene ésta en la sociedad actual. Hacen referencia también al desarrollo tecnológico en el diseño de procesos, programas y aplicaciones.




¿Como se clasifican?

Las nuevas tecnologías se centran en los procesos de comunicación y las agrupamos en tres áreas: la informática, el vídeo y la telecomunicación, con interrelaciones y desarrollos a más de un área.

DESARROLLO BASE EN INFORMÁTICA.

El gran salto de la informática lo supuso el desarrollo de microchips. El primer ordenador (1946) ocupaba una gran sala, hoy una calculadora científica de bolsillo es más potente que ese ordenador.
La memoria de un ordenador se mide en bytes. Cada vez se pueden fabricar ordenadores más pequeños, más potentes y que consumen menos. Un cambio espectacular se produce con los sistemas ópticos de almacenamiento de información ( CD-ROM) y se investigan otros nuevos.
Los avances en los diseños de sistemas operativos y la programación correspondiente ( software) también adquieren gran importancia. El sistema operativo de un ordenador consiste en las instrucciones que hace funcionar los circuitos que lo forman de acuerdo al usuario.
El desarrollo de sistemas de inteligencia artificial y lenguajes de antes permitirán un importante cambio en el planteamiento y diseño de programas educativos. Un aspecto relevante es la comunicación con el ordenador mediante el lenguaje natural.

DESARROLLO BASE VÍDEO.

En el campo de la imagen electrónica se han producido los avances más espectaculares.
El vídeo ha irrumpido en la sociedad actual a través de la mejora de procesos: la grabación de la imagen en una cinta magnética a través de unos cabezales se ha modificado la velocidad, los materiales... también se han mejorado los circuítos que tratan la señal y otros aspectos. La miniaturización ha supuesto el gran cambio que ha permitido introducir el vídeo en las familias y en el centro escolar.
Hay tres cambios importantes:
sustitución de tubos de vacío T.V. por pantallas planas.
tratamiento digital de la imagen.
formato de imagen electrónica de alta definición.
Los dos primera ya son casi una realidad. En un futuro próximo se integrará en todos los medios audiovisuales en lo que podríamos llamar la imagen electrónica.
Un desarrollo más a tener en cuenta son los cambios en los sistemas de registros. Es previsible un futuro basado en el disco óptico digital.

DESARROLLO BASE EN TELECOMUNICACIÓN.

Los dos grandes desarrollos en el campo de la comunicación son los satélites y el cable de fibra óptica.
Los satélites están siendo utilizados desde hace tiempo. Los cables ópticos sustituyen a los metálicos que transmitían señales eléctricas. Transmiten impulsos luminosos, aumenta la cantidad de información por transmitir y disminuyen las pérdidas.
El cable ha permitido desarrollos educativos a través del vídeotexto, su desarrollo posibilitará los sistemas de enseñanza abierta.
Los sistemas de T.V. clásica se aplican educativamente al teletexto.
El gran cambio educativo en el s. XXI se verá más influenciado por el desarrollo de los sistemas de telecomunicaciones.


¿Cuales son las mas importantes?

Las tecnologias mas importantes en estos tiempos son:
-Las de Intercomunicacion.
- Las tecnologias medicas.
-Y las tecnologias de salubridad.

Poleas Simples, Dobles, Conectadas

-Para algunas personas, subir una escalera con una carga pesada no significa ningún problema. Sin embargo, para la mayoría de nosotros es más fácil bajar algo que subirlo.
Sólo con una cuerda y una rueda se puede arreglar el cambio de dirección. Se fija la rueda a un soporte y se pasa una cuerda por la rueda hasta alcanzar la carga. Al tirar desde el otro extremo de la cuerda, se puede elevar la carga hasta la altura en que se halla fija la polea. El propio peso del cuerpo de la persona  que tira se constituye en una ayuda. Una rueda utilizada de esta manera, se convierte en una polea, y el sistema de elevación que realiza es una simple grúa.
Las poleas simples se usan en máquinas en las que se debe cambiar la dirección del movimiento, como por ejemplo un ascensor. Aquí, el movimiento ascendente de la cabina debe estar conectado con el movimiento descendente de un contrapeso.
En una polea ideal, la fuerza que se aplica para tirar de la cuerda es igual al peso de la carga. En la práctica, la fuerza es siempre un poco mayor, ya que tiene que vencer la fuerza de fricción en la rueda de la polea y elevar la carga.
Por ello, la fricción reduce la eficacia de todas las máquinas.

-Poleas Simples:
Con un sistema de polea simple, la distancia que recorre la carga es igual a la longitud de cuerda recogida. Esta polea no amplifica la fuerza aplicada al tirar de la cuerda, sólo permite aplicaf la fuerza en dirección descendente.





-Poleas Dobles:
Polea dobleEs un sistema de poleas doble, la distancia que recorre la carga es la mitad de la longitud de la cuerda recogida. Pero al reducirse la distancia, se duplica la fuerza aplicada sobre la cuerda para tirar y elevar la carga.



-Poleas Conectadas:
Así como se puede cambiar la dirección de una fuerza mediante una polea, ésta también se puede usar para multiplicar una fuerza, como si fuera una palanca. Si se conectan varias ruedas de polea se obtiene una polea compuesta, que permite a una persona levantar varias veces su propio peso.
En un sistema de dos poleas, se ata una a la carga y otra al soporte. La cuerda circunda la polea superior, desciende y rodea a la polea inferior y luego sube de  nuevo a la polea superior, donde se fija. La polea inferior se mueve libremente, y cuando se tira de la cuerda se eleva la carga. Este sistema de poleas hace que la carga recorra la mitad de distancia en comparación con la cantidad de cuerda utilizada para el desplazamiento, pero se duplica la fuerza de elevación. También aquí, como ocurre con las palancas, surge el desequilibrio entre fuerza y distancia recorrida, que en este caso favorece a quien tira.
El número de ruedas que tiene una polea influye en la amplificación de la fuerza de elevación. Teóricamente, la amplificación es igual al número de secciones de cuerda que levanta el juego de poleas inferiores atadas a la carga. En la práctica, la fuerza tiene que vencer la fricción en todas las poleas y levantar el peso de las poleas inferiores además de la carga. Esto reduce la amplificación de la fuerza.

martes, 5 de octubre de 2010

engranajes simples y compuestos


Engranajes Simples:
Se denomina engranaje o ruedas dentadas al mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona' y la menor 'piñón'. Un engranaje sirve para transmitir movimiento circular mediante contacto de ruedas dentadas. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina.
La principal ventaja que tienen las transmisiones por engranaje respecto de la transmisión por poleas es que no patinan como las poleas, con lo que se obtiene exactitud en la relació
n de transmisión.

engranajes compuestos:
Los engranajes pueden estar formados por más de dos ruedas: son losengranajes compuestos. Con este mecanismo se logra una reducción o una amplificación muy grande de la velocidad de giro.
Observemos qué sucede en el esquema asociado del engranaje:
  1. 1. En el primer paso, desde la rueda número 1 a la rueda número 2, la velocidad de giro se reduce a la mitad, puesto que la rueda 2 tiene el doble de dientes que la rueda 1.
  2. 2. En el siguiente paso, la unión se establece entre la rueda 3, que gira con la misma velocidad de giro que la rueda 2 por tener el mismo eje, y la rueda 4, que tiene cuatro veces más dientes que la rueda 3.
  3. Engranaje

PALANCAS EN PRIMER GRADO y SEGUNDO GRADO

PALANCAS EN PRIMER GRADO
-balanzaSi el contrapeso (potencia) están a una distancia   del punto de apoyo doble de la que hay entre la Carga (resistencia) y este punto ( esquema de arriba) , se observa que se necesita la mitad de Contrapeso para levantar la Carga (ejemplo, peso de un mueble. Y si la distancia entre el Contrapeso (potencia)   y el punto de apoyo fuese tres veces mayor que la distancia entre el punto y la Carga, sólo se necesitaría un tercio del Contrapeso, y así sucesivamente, ya que la palanca aumenta la cantidad de fuerza  que se aplica sobre ella.
carretilla

PALANCAS EN SEGUNDO GRADO
-Al elevar las varas es posible levantar una pesada carga que se halla más cerca del punto de apoyo, la rueda.


abridor botella-Al levantar el mango, se supera la fuerte resistencia de la tapa.




cascanueces


-El cascanueces es una palanca combinada de segundo grado. La carga es la resistencia que la cáscara de la nuez opone a ser partida