El ordenador como dispositivo de control, robótica y domótica (página 2)

-Uso doméstico: juegos,
internet.

–Investigación científica y
humanística: se utiliza la computadora
como instrumento para la resolución de cálculos
matemático, recuentos numéricos, etc., conducentes
al desarrollo de
la
investigación científica y
humanística.

-Aplicaciones técnicas:
son aplicaciones en la que se usa la computadora
como herramienta para facilitar diseños de ingeniería, diseños de productos
comerciales, trazados de planos, etc.

–Documentación e información (Bases de datos):
este es uno de las aplicaciones de mayor importancia debido a que
las computadoras
son utilizadas para el almacenamiento de
grandes cantidades de datos y
recuperación controlada de los mismos. Esta faceta de las
computadoras es útil en gran cantidad de actividades
humanísticas.

–Sistemas
domésticos de control:
consisten en mecanismos en control remoto diseñado para su
uso en domicilios particulares. Como por ejemplo
electrodomésticos, encender o apagar las luces,
descongelar el frigorífico, poner en marcha la cafetera,
regular la calefacción o aire
acondicionado, etc.

-Automóviles: no sólo se trata de las
computadoras a bordo, que controlan partes fundamentales del
vehículo y que informan verbalmente de las incidencias,
sino de aplicaciones que afectan a la seguridad
mediante automatismos muy eficaces, como es el caso de los frenos
ABS, del airbag, del control de la velocidad del
vehículo al tomar una curva, o bien de la
regulación automática de la velocidad para que no
peligren la estabilidad y el dominio del
automóvil.

– Otras de las aplicaciones pueden ser: Computación y Medicina,
Computación, Diseño
y fabricación (reprogramación de los robots), entre
otras.

Automatización:

La automatización es un sistema donde se
trasfieren tareas de producción, realizadas habitualmente por
operadores humanos a un conjunto de elementos
tecnológicos. La automatización consta de dos
partes principales: parte operativa y parte de mando.

La Parte Operativa es la parte que actúa
directamente sobre la máquina. Son los elementos que hacen
que la máquina se mueva y realice la operación
deseada. Los elementos que forman la parte operativa son los
accionadores  de las máquinas
como motores,
cilindros, compresores ..y
los captadores como fotodiodos, finales de carrera …

La Parte de Mando suele ser un autómata
programable (tecnología
programada), aunque hasta hace bien poco se utilizaban
relés electromagnéticos, tarjetas
electrónicas o módulos lógicos
neumáticos (tecnología cableada) . En un sistema de
fabricación automatizado el autómata programable
esta en el centro del sistema. Este debe ser capaz de comunicarse
con todos los constituyentes de sistema automatizado.

Objetivos de la
automatización:

-Mejorar la productividad de
la empresa,
reduciendo los costes de la producción y mejorando la calidad de la
misma.

-Mejorar las condiciones de trabajo del
personal,
suprimiendo los trabajos penosos e incrementando la
seguridad.

-Realizar las operaciones
imposibles de controlar intelectual o manualmente.

-Mejorar la disponibilidad de los productos, pudiendo proveer
las cantidades necesarias en el momento preciso.

-Simplificar el mantenimiento
de forma que el operario no requiera grandes conocimientos para
la manipulación del proceso
productivo.

-Integrar la gestión
y producción.

Hay muchos sistemas que ya están automatizados, como
las máquinas automatizadas de las grandes fábricas
que has sustituido a mucha gente, ordenadores, sistemas
bancarios.

Pero aun quedan muchos sistemas que dentro de poco seguro que
estarán automatizados.

Ventajas de la
automatización:

-Se asegura una mejora en la calidad del trabajo del operador
y en el desarrollo del proceso, esta dependerá de la
eficiencia del
sistema implementado.

-Se obtiene una reducción de costes, puesto que se
racionaliza el trabajo, se
reduce el tiempo y
dinero
dedicado al mantenimiento.

-Existe una reducción en los tiempos de procesamiento
de información.

-Flexibilidad para adaptarse a nuevos productos
(fabricación flexible y multifabricación).

-Se obtiene un conocimiento
más detallado del proceso, mediante la recopilación
de información y datos estadísticos del
proceso.

-Se obtiene un mejor conocimiento del funcionamiento y
performance de los equipos y máquinas que intervienen en
el proceso.

–Factibilidad
técnica en procesos y en
operación de equipos.

-Factibilidad para la implementación de funciones de
análisis, optimización y
autodiagnóstico.

-Aumento en el rendimiento de los equipos y facilidad para
incorporar nuevos equipos y sistemas de
información.

-Disminución de la
contaminación y daño
ambiental.

-Racionalización y uso eficiente de la energía y
la materia
prima.

-Aumento en la seguridad de las instalaciones y la
protección a los trabajadores.

Desventajas de la
automatización:

-Elevado coste de las máquinas.

-Deja a mucha gente en el paro.

–Privacidad y confidencialidad. La
automatización no supone necesariamente riesgos para
la privacidad y la confidencialidad. Sin embargo, debido a la
facilidad para el almacenamiento, intercambio y
transmisión de la información automatizada, existe
la posibilidad de que la información pueda ser compartida
de forma inapropiada e incluso ilegal.

–Riesgo de robo.
Un sistema automatizado vincula de forma muy cercana el equipo de
cómputo (que representa un gran valor para los
ladrones) con programas
informáticos e información (que no representan gran
valor para los ladrones). Un sistema de producción
manual de la
lista de electores generalmente separa el equipo y la
información. Por ejemplo, una máquina de escribir
que se utiliza para producir una lista está totalmente
separada de la lista de electores en sí misma, la cual
existe en papel. Por el contrario, con las listas automatizadas
la información está generalmente almacenada en la
misma computadora, el quipo y la información están
inevitablemente ligados. Si se roba el equipo de cómputo,
tanto los programas informáticos como la
información también son robados.

-Intercambio inapropiado de información. La
automatización hace más fácil para las
dependencias de gobierno
compartir información que quizás esté
protegida (por ejemplo, sobre la salud de los ciudadanos o
sobre el pago de sus impuestos).

–Costo. El equipo
de cómputo, los programas informáticos y su
mantenimiento suelen ser muy costosos. Aparte de la inversión inicial para la
adquisición de equipo y programas, se requiere un servicio
permanente de mantenimiento y actualización, así
como una infraestructura eléctrica adecuada para que el
sistema opere eficientemente.

Empresas automatizadas en el valle:

-Veri

-Aguas del run

-Central eléctrica

-Estación de esqui de Cerler

-Bancos

Domótica:

El término domótica proviene de la unión de las
palabras domus (que significa casa en latín) y tica (de
automática, palabra en griego, 'que funciona por sí
sola'). Se entiende por domótica al conjunto de sistemas
capaces de automatizar una vivienda, aportando servicios de
gestión energética, seguridad, bienestar y comunicación, y que pueden estar integrados
por medio de redes interiores y
exteriores de comunicación, cableadas o
inalámbricas, y cuyo control goza de cierta ubicuidad,
desde dentro y fuera del hogar. Se podría definir como la
integración de la tecnología en el
diseño inteligente de un recinto.

Procesos que se
podrían automatizar en un hogar:

• Ahorro energético:

• Climatización: programación y
  zonificación.

• Gestión eléctrica:

• Racionalización de cargas eléctricas:
  desconexión de equipos de uso no prioritario en
  función del consumo eléctrico en un momento
  dado

• Gestión de tarifas, derivando el funcionamiento de
  algunos aparatos a horas de tarifa reducida

• Uso de energías renovables

• Confort:

• Iluminación:

• Apagado general de todas las luces de la vivienda

• Automatización del apagado/ encendido en cada punto
  de luz

• Regulación de la iluminación según el
  nivel de luminosidad ambiente

• Automatización de todos los distintos sistemas/
  instalaciones / equipos dotándolos de control
  eficiente y de fácil manejo

• Integración del portero al teléfono, o del
  videoportero al televisor

• Control vía Internet

• Gestión Multimedia y del ocio
  electrónicos

• Generación de macros y programas de forma sencilla
  para el usuario

• Protección patrimonial:

• Simulación de presencia.

• Detección de conatos de incendio, fugas de gas,
  escapes de agua.

• Alerta médica. Teleasistencia.

• Cerramiento de persianas puntual y seguro.

• Acceso a Cámaras IP

• Comunicaciones:

• Ubicuidad en el control tanto externo como interno,
  control remoto desde Internet, PC, mandos inalámbricos
  (p.ej. PDA con WiFi), aparellaje eléctrico.

• Transmisión de alarmas.

• Intercomunicaciones.

En S los elementos auomatizados en mi casa.

Elementos de la
domótica:

-Controladores: es un programa
informático que permite al sistema operativo
interactuar con un periférico, haciendo una
abstracción del hardware y proporcionando
una interfaz para usarlo. Se puede esquematizar como un manual de
instrucciones que le indica cómo debe controlar y
comunicarse con un dispositivo en particular.

–Sensores: es un
aparato capaz de transformar magnitudes físicas o
químicas, llamadas variables de
instrumentación, en magnitudes
eléctricas.

-Actuadores: se denominan actuadores a aquellos elementos que
pueden provocar un efecto sobre un proceso automatizado.

Robótica:

Robot: Un robot es una entidad virtual o mecánica artificial. En la práctica,
esto es por lo general un sistema electro-mecánico que,
por su apariencia o sus movimientos, ofrece la sensación
de tener un propósito propio. La palabra robot puede
referirse tanto a mecanismos físicos como a sistemas
virtuales de software, aunque suele
aludirse a los segundos con el término de bots

Tipos de
robots:

-Androides: Estos robots intentan reproducir de forma total o
parcial la forma y el comportamiento
del ser humano. Actualmente son todavía dispositivos muy
poco desarrollados y sin utilidad
práctica. Todavia están destinados al estudio y la
experimentación.

-Móviles: cuentan 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 información recibida de su entorno a
través de sensores.

-Industriales: son artilugios mecánicos y
electrónicos destinados a realizar de forma
automática determinados procesos de fabricación o
manipulación.

Origen de la
robótica y desarrollo:

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. La palabra robot fue usada por
primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel
Capek (1890 – 1938) estrena en el teatro nacional
de Praga su obra Rossum's Universal Robot (R.U.R.). Su origen es
de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo
realizado de manera forzada. Desde entonces los robots han ido
evolucionando notablemente, hasta ahora. Se supone que los
próximos años van a ser de los más
importantes hasta el momento para la robótica.

Instituciones que se dedican al desarrollo de la
robótica:

-Universidades

–Simposio
Internacional de Robótica (ISR)

-Asociación Española de Robótica y
Automatización Tecnologías de la Producción
(AER-ATP)

-Ferias de robótica

-Federación Internacional de Robótica (IFR)

-Eurobots (IMEB)

-etc

Leyes de la
robótica:

• Un robot no debe dañar a un ser humano o, por su
  inacción, dejar que un ser humano sufra
  daño.

• Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas
  por un ser humano, excepto si estas órdenes entran en
  conflicto con la Primera Ley.

• Un robot debe proteger su propia existencia, hasta donde
  esta protección no entre en conflicto con la Primera o
  la Segunda Ley.

Lenguaje de programación:

Un lenguaje de
programación es un conjunto de símbolos y reglas sintácticas y
semánticas que definen su estructura y
el significado de sus elementos y expresiones. Es utilizado para
controlar el comportamiento físico y lógico de una
máquina.

Con la aparición de las computadoras desaparecen las
secuencias de posiciones de llaves mecánicas que
debían desconectarse para obtener una acción
determinada, una llave conectada era un 1 y una llave
desconectada era un 0. Una sucesión de llaves en
cualquiera de sus dos posiciones definía una secuencia de
ceros y unos (por ejemplo: 0100011010011101…) que venía
a representar una instrucción o un conjunto de
instrucciones (programa) para el ordenador (o computador) en
el que se estaba trabajando. Este lenguaje sirve
para automatizar acciones.

Impacto de los
robots en la vida actual:

Muchas grandes empresas, como
Intel, Sony, General Motors, Dell, han implementado en sus
líneas de producción unidades roboticas para
desempeñar tareas que por lo general hubiesen
desempeñado trabajadores de carne y hueso en épocas
anteriores.

Esto ha causado una agilización en los procesos
realizados, así como un mayor ahorro de
recursos, al
disponer de máquinas que pueden desempeñar las
funciones de cierta cantidad de empleados a un costo
relativamente menor y con un grado mayor de eficiencia, mejorando
notablemente el rendimiento general y las ganancias de la
empresa,
así como la calidad de los productos ofrecidos.

Pero, por otro lado, ha suscitado y mantenido inquietudes
entre diversos grupos por su
impacto en la tasa de empleos disponibles, así como su
repercusión directa en las personas desplazadas. Dicha
controversia ha abarcado el aspecto de la seguridad, llamando la
atecion de casos como el ocurrido en Jackson, Míchigan, el
21 de julio de 1984 donde un robot aplastó a un trabajador
contra una barra de protección en la que aparentemente fue
la primera muerte
relacionada con un robot en los EE.UU.

Debido a esto se ha llamado la atención sobre la ética en
el diseño y construcción de los robots, así
como la necesidad de contar con lineamientos claros de seguridad
que garanticen una correcta interacción entre humanos y
máquinas.

Mercado actual y
tendencias futuras:

Las ventas anuales
para robots industriales han ido creciendo en Estados Unidos a
razón del 25% de acuerdo a estadísticas del año 1981 a 1992. El
incremento de ésta tasa se debe a factores muy diversos.
En primer lugar, hay más personas en la industria que
tienen conocimiento de la tecnología y de su potencial
para sus aplicaciones de utilidad. En segundo lugar, la
tecnología de la robótica mejorará en los
próximos años de manera que hará a los
robots más amistosos con el usuario, más
fáciles de interconectar con otro hardware y más
sencillos de instalar.

En tercer lugar, que crece el mercado, son
previsibles economías de escala en la
producción de robots para proporcionar una
reducción en el precio
unitario, lo que haría los proyectos de
aplicaciones de robots más fáciles de justificar.
En cuarto lugar se espera que el mercado de la robótica
sufra una expansión más allá de las grandes
empresas, que ha sido el cliente
tradicional para ésta tecnología, y llegue a las
empresas de tamaño mediano, pequeño y por que no;
las microempresas.
Estas circunstancias darán un notable incremento en las
bases de clientes para los
robots.

A pesar de que existen muchos robots que efectúan
trabajos industriales, aquellos son incapaces de desarrollar la
mayoría de operaciones que la industria requiere. Al no
disponer de unas capacidades sensoriales bien desarrolladas, el
robot es incapaz de realizar tareas que dependen del resultado de
otra anterior.

Los sensores se diseñarán de modo que puedan
medir el espacio tridimensional que rodea al robot, así
como reconocer y medir la posición y la orientación
de los objetos y sus relaciones con el espacio. Se
dispondrá de un sistema de proceso sensorial capaz de
analizar e interpretar los datos generados por los sensores,
así como de compararlos con un modelo para
detectar los errores que se puedan producir. Finalmente,
habrá un sistema de control que podrá aceptar
comandos de
alto nivel y convertirlos en órdenes, que serán
ejecutadas por el robot para realizar tareas enormemente
sofisticadas.

Si los elementos del robot son cada vez más potentes,
también tendrán que serlo los programas que los
controlen a través de la computadora. Si los programas son
más complejos, la computadora deberá ser más
potente y cumplir nos requisitos mínimos para dar una
respuesta rápida a la información que le llegue a
través de los sensores del robot. Paralelo al avance de
los robots industriales era el avance de las investigaciones
de los robots llamados androides, que también se
beneficiarán de los nuevos logros en el campo de los
aparatos sensoriales. De todas formas, es posible que pasen
decenas de años antes de que se vea un androide con
mínima apariencia humana en cuanto a movimientos y
comportamiento.

Clubs y asociaciones de robótica:

-A.R.D.E.: Asociación nacida en Agosto de 2005 con el
esfuerzo y la colaboración de todos, enfocada en todo el
ámbito de la robótica en España.

-AMUCA: Asociación de microrobótica de la
universidad de
Cádiz.

-AMUVA: Asociación de microrobótica de la
universidad de Valladolid.

–Grupo de
robótica de la URJC: alumnos y profesores de la
Universidad Rey Juan Carlos.

-IEARobtics: ingeniería, electrónica y robótica.

-X-ROBOTICS: robótica experimental.

Autor:

Guayén Minchot