Clasificación de robots

Aplicación de los robots

  • Robot industrial de manipulación: Una máquina de manipulación automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, normalmente en una posición fija o en movimiento a través de raíles. El entorno de trabajo de estos robots es completamente estructurado, esto es, que la condiciones del entorno están completamente bajo control, lo que simplifica enormemente las tareas a realizar.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robot de servicio: Dispositivos electromecánicos habitualmente móviles, dotados normalmente de uno o varios brazos mecánicos independientes, controlados por ordenador y que realizan tareas no industriales. Por lo general, los robots de servicio se utilizan para reemplazar al hombre en entornos no estructurados, hostiles y que pueden requerir de un cambio de morfología de los robots.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots de investigación: En los laboratorios de investigación de muchas Universidades, podemos encontrar una gran variedad de robots, desde robots de brazo articulados, robots móviles, robots humanoides, etc. Normalmente estos robots son equipos específicos de investigación, sin una aplicación concreta, mientras que en otras ocasiones, los robots son consecuencia de determinados proyectos de investigación públicos y privados con una aplicación concreta.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots militares: Son robots con aplicaciones militares específicas en los que podemos encontrar un gran abanico de morfologías. Suelen ser robots que asisten o guían al ejército en operaciones especiales.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots médicos: Son robots con aplicaciones, principalmente en el campo de la cirugía, en las que se hace uso de la precisión de múltiples brazos robóticos para asistir al cirujano en las operaciones. Pueden también controlarse a distancia.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Nano robots: Son robots con nanotecnología que se insertan en el cuerpo humano con el objetivo de combatir determinado tipos de enfermedades, p.e.: tumores cancerígenos.

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Fuente: Photos.com

  • Robots educacionales: Son robots con propósitos educacionales, particularmente aplicados en las escuelas e institutos. A destacar la línea de robots educativos de LEGO Mindstorms.

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Fuente: Lego Mindstorms

  • Juguetes robóticos: Con una gran variedad de tipos de robots en el mercado, se trata de un sector en auge cuyos robots son tradicionalmente mascotas, dinosaurios, helicópteros voladores, drones, etc.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots imprimibles: Son robots cuyas piezas están hechas con impresoras 3D, por lo general de bajo coste, si bien existen ya casos de robots que reproducen a un ser humano a escala.

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Fuente: Inmoov

Autonomía de los robots

La autonomía es a la capacidad de un dispositivo de funcionar una determinada cantidad de tiempo simplemente conectado a una fuente de alimentación independiente. Esta definición es aplicable a los robots en la medida de que todos ellos tienen incorporados sistemas de alimentación independientes como baterías para facilitar el desplazamiento y la movilidad de los robots por el entorno o su capacidad de movimiento en un entorno estructurado.

Otra forma de entender la autonomía de los robots es la que tiene que ver con la capacidad de un dispositivo de auto-gobernarse y adaptarse a cambios y situaciones inesperadas. De esta forma, todo robot que se precie, debe de ser capaz de afrontar situaciones inesperadas ya que se trabaja en un entorno cambiante.

Un robot autónomo, por tanto, tiene la capacidad de realizar las diferentes tareas adaptándose a cambios en su entorno, “aprender” de las experiencias y cambiar su comportamiento en consecuencia, y construir representaciones internas de su mundo que pueden ser usadas para procesos posteriores como la navegación.

Podemos clasificar a los robots según su grado de autonomía. Por lo general se distinguen tres principales tipos de robots:

  • Teleoperados: Se trata de robots que se controlan a distancia, ya sea mediante cable físico o inalámbrico (Wi-Fi, Bluetooth, etc.). Lo lo general el término ``control'' a distancia puede referirse a una distancia física, pero también podría significar un cambio de escala, como es el caso de los robots utilizados en cirugía, que requieren del uso de tecnologías micro-robóticas. Por definición, toda aplicación con un robot teleoperado requiere de un operador humano, una interfaz de control y el robot teleoperado propiamente dicho. Las interfaces de control de los robots teleoperados son, tradicionalmente los joysticks de varios ejes, pero encontramos dentro de este tipo de robots interfaces de control hápticas, porque así lo requiere la aplicación, en las que es necesario realimentar al operador humano las características del entorno, como es el caso de las aplicaciones quirúrgicas. También podemos encontrar numerosas aplicaciones en las que los robots teleoperados se controlan a través de interfaces naturales o NUI, como por ejemplo algunos de los mandos de la Wii, la Kinect, pantallas táctiles, los dispositivos móviles, etc.
  • Semi-Automáticos: Se trata de robots que a\'un estando controlados por operadores humanos, disponen de un grado de autonomía parcial que les permite corregir determinadas acciones del operador humano. Hay modos en los que la tarea del robot es puramente supervisar la actividad y en caso de que se detecte algún tipo de anormalidad, el robot toma el control eventualmente. También los hay que son robots casi automáticos y requieren de la supervisión de un operador humano en momentos puntuales. De hecho, este tipo de robots son, con diferencia, los que más aplicaciones abarcan en la actualidad y que están generando un mayor interés, si bien en ocasiones no somos del todo conscientes de ello. Sin ir más lejos, hoy en día nuestros vehículos son cada vez más inteligentes y disponen de sistemas de conducción asistida avanzados (ADAS) que permiten corregir errores en la conducción casi sin darnos cuenta.
  • Automáticos: Se trata de robots que tienen tal grado de autonomía que son capaces de tomar sus propias decisiones sin supervisión de un ser humano. Obviamente, los robots automáticos no son más que máquinas programadas para cumplir una tarea determinada programada por un operador humano, pero que logran dominar todas las variables que rodean en su entorno, ya sea estructurado o no, de tal forma que acometen satisfactoriamente la tarea para la cual han sido programados. En la mayoría de las ocasiones, los robots automáticos tienen una fuerte dependencia del entorno de trabajo y sólo son capaces de ser completamente autónomos en la medida que se respecten las hipótesis del entorno de trabajo. Ampliar dichas condiciones de trabajo forma parte de los diferentes grados de autonomía que presenta un robot automático.

Inteligencia:

En publicaciones científicas y revistas especializadas se puede leer acerca de “máquinas inteligentes” y “robots inteligentes”. No obstante, el término “inteligencia” se define como la capacidad de entender, asimilar, elaborar información y utilizarla para resolver algún problema, y, en este sentido, los robots no son capaces de asimilar información de la misma manera que lo hacemos los humanos, pero sí que disponen de algoritmos que son capaces de procesar la información recibida, y mediante la "experiencia" acumulada por el propio robot, son capaces de realizar algún tipo de aprendizaje, normalmente guiados mediante funciones de refuerzo o recompensa, que evalúan las decisiones tomadas por el propio robot.

Tipo de Robots Articulados:

  • Robots Antropomórficos: Son robots manipuladores con forma de brazo, por lo general con 6 o más grados de libertad (DOF) y que suelen incorporar una muñeca articulada para controlar la orientación de la herramienta (normalmente con 3 DOFs) y el resto de articulaciones para posicionar la herramienta en el espacio Cartesiano.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots SCARA: De sus siglas en inglés, Selective Compliant Assembly Robot Arm, es un robot con 4 DOFs con gran repetitividad, rapidez y gran carga de trabajo. Los dos primeros DOFs permiten posicionar el TCP (Tool Center Point) del robot en el plano Cartesiano de trabajo (coordenadas Cartesianas X e Y), el tercer DOF permite orientar el TCP, mientras que el cuarto DOF permite controlar la altura del TCP (coordenada Cartesiana Z).

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Fuente: Omron

  • Robots Delta: Es un robot con tres brazos articulados (paralelos) que se unen en el TCP con juntas universales que mantienen la orientación de su extremo.

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Fuente: Wikimedia Commons

Tipos de Robots Móviles: Podemos encontrarnos con diferentes tipos de robots móviles según el entorno en el que se mueven y el mecanismo que emplean para su movilidad:

  • Robots con ruedas: Son el tipo de robot móvil más común, se utilizan frecuentemente para el transporte de materiales, mercancías y/o personas. Las ruedas proporcionan ha este tipo de robot una movilidad con una alta eficiencia (relación entre la distancia recorrida y la energía empleada), pero suelen estar restringidos a entornos cuya superficie es por lo general plana o con poco irregulares.

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Fuente: Robotnik

  • Robots orugas o con cadena: Los robots con cadenas no son más que robots con ruedas que giran de forma síncrona. Su peculiar estructura los hace muy adecuados para moverse por terrenos irregulares con una buena eficiencia, aunque menor que los robots con ruedas tradicionales. Este tipo de robots suele moverse grandes distancias en línea recta por para girar necesitan necesariamente deslizar sus ruedas y pierden eficiencia.

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Fuente: iRobot

  • Robots con patas o zoomórficos: Los robots con patas o zoomórficos se asemejan a la morfología de los animales terrestres con patas tales como las arañas. Al igual que los robots humanoides, tienen una baja eficiencia en su movilidad, pero son capaces de adaptarse a la perfección en terrenos irregulares.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots aéreos: Son robots que vuelan de forma no tripulada UAV (Unmanned Arial Vehicles) o por control remoto RPV (Remotely Piloted Vehicle). Son usados principalmente en aplicaciones militares, en los que a diferencia de los misiles, éstos son capaces de mantener un nivel de vuelo controlado y sostenido.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots marinos o submarinos: Los robots submarinos son obviamente robots que se desenvuelven en el medio acuático marino. La principal dificultad de este tipo de robots, especialmente los robots submarinos que al moverse en un medio subacuático, son muy distintos los sensores que utilizan al respecto de los utilizados en la robótica terrestre o aérea. Las comunicaciones subacuáticas también suponen un reto tecnológico importante en este área, pues las existentes tienen un ancho de banda muy limitado. De hecho, el sónar, entre sus diferentes variantes de barrido, es uno de los sensores más utilizados en este tipo de robots, los sistemas de visión suelen estar limitados a la calidad del agua y profundidad, el GPS requiere de boyas de superficie para poder recibir las señales de los satélites, los sensores inerciales permiten, junto a caudalímetros o DVL (Doppler Velocity Log), estimar el movimiento de los robots y sirven de sistema odométrico. Los AUV (Autonomous Underwater Vehicles) son robots no tripulados con navegación autónoma, mientras que los ROV (Remotely Operated Vehicles) son robots tripulados desde un barco y suelen tener una dependencia energética. También podemos encontrar, dentro del los AUV, los planeadores o gliders, que son robots que planean entre la superficie marina y debajo del mar para mejorar la eficiencia en cuanto al consumo energético. También podemos encontrarnos con robots que trabajan en la superficie marina. Por lo general, es más fácil dotar de mayor autonomía a éstos últimos por poder utilizar otro tipo de tecnologías adicionales a los robots submarinos.

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Fuente: Instituto IDF, UPV

  • Robots humanoides o androides: Los robots humanoides asemejan la morfología humana. Dado su grado de complejidad en el control de este tipo de robots, los avances han sido lentos en sus inicios, si bien en la actualidad encontramos numerosos robots humanoides con capacidades de aprendizaje que les han dotado de una mejor autonomía y control. Los robots humanoides no son eficientes en cuanto a su movilidad, pero su principal ventaja es que pueden adaptarse a la perfección para adaptarse al entorno humano, sin necesidad de disponer adaptaciones específicas.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots manipuladores móviles: Un manipulador móvil es una combinación de una base móvil (generalmente con ruedas) y un torso con brazos manipuladores. El principal campo de aplicación es en aquellos lugares, generalmente industriales, en los que se quiere extender el campo de trabajo de un brazo manipulador y pueden utilizarse, por ejemplo, para el transporte de cargas pesadas.

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Fuente: Wikimedia Commons

  • Robots transformables: Son robots que pueden cambiar su apariencia o forma en otro tipo de objeto. Este tipo de robot ha sido tradicionalmente visto como un juguete que puede transformarse en objetos, máquinas, animales, humanoides, etc. Hoy día, los robots transformables tienen un campo de aplicación en aquellos lugares en los que, por el tipo de aplicación, requieren un cambio en el medio físico, como por ejemplo los robots anfibios (transformación entre coche y barco).

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Fuente: Techeblog

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