Generalidades de Robótica y Domótica

 Generalidades de la robótica

Debido a la rápida evolución de los robots, cada vez es más difícil definir que es un robot sin excluir a ninguno.

 Joseph Engelberger, acreditado muy a menudo como el "padre de la robótica", una vez que comentó, "No puedo definir un robot, pero sé que lo es, cuando veo uno."

 La primera persona en utilizar la palabra "robot" fue Karel Capek en una obra de teatro, RUR (Robots Universales de Rossum) en 1921, a sugerencia de su hermano Josef, Capek. La palabra era una derivación de la palabra checa "robota", que literalmente significa "trabajo" o "servidumbre. También podría significar "trabajo pesado" o "trabajo duro", lo que, sin duda, es la razón principal por la cual los robots fueron construidos en el primer lugar, para ayudar a los seres humanos.

 Algunos robots pueden hacer el trabajo por sí mismos, pero otros robots deben tener siempre una persona que les diga lo qué tienen que hacer. Para definir "robot" lo mejor es primero ver como funciona un robot:

 Después de todo esto, y de ver lo difícil que es su definición veamos algunas definiciones de robot.

¿Que es un Robot?

 Según la NASA: "Los robots son máquinas que se pueden utilizar para hacer trabajos."

 La RAE (real academia de la lengua) tiene 2 definiciones para robot:

 1. Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular objetos y realizar operaciones antes reservadas solo a las personas.

 2. Programa que explora automáticamente la red para encontrar información.

 Según Oxforddictionaries.com: Un robot es una máquina capaz de llevar a cabo una serie compleja de acciones programadas automáticamente

 Pero en mi opinión la mejor definición de robot es la siguiente:

 "Un robot es un dispositivo mecánico que es capaz de realizar una variedad de tareas, de acuerdo a unas instrucciones programadas por adelantado."

 La robótica es una rama de la ingeniería que implica la concepción, diseño, fabricación y operación de los robots. Este campo se solapa con la electrónica, la informática, la inteligencia artificial , la mecatrónica, la nanotecnología y la bioingeniería. Si quieres aprender robotica te recomendamos el siguiente enlace: Aprender Robotica.

 Ahora si, veamos los tipos de robots.

Tipos de Robots

 Habitualmente se solían clasificar en dos tipos, de servicio e industriales:

 Los robots industriales: Los robots industriales son robots que se utilizan en un entorno de fabricación industrial. Por lo general, éstos suelen ser articulaciones y brazos desarrollados específicamente para aplicaciones tales como la soldadura, manejo de materiales, unión de piezas, pintura y otros. También podríamos incluir algunos vehículos guiados automáticamente.

 Los robots de servicio: Los japoneses están a la vanguardia en este tipo de robots. En esencia, esta categoría se compone de cualquier robot que se utiliza fuera de una instalación industrial, aunque pueden ser subdivididos en dos tipos principales: robots utilizados para trabajos profesionales, y la segunda, robots que se utilizan para uso personal. La creación del humanoide caminando llamado Asimo dio el impulso para varios otros. Hoy en día tenemos robots para el cuidado de ancianos, de uso militar, levantar personas, incluso robots que son capaces de jugar al futbol.



 Dada la gran evolución y desarrollo de la robótica es necesario hacer una clasificación más concreta, ya que estos son dos grupos muy amplios donde se podrían incluir otros subgrupos mucho más pequeños. Veamos algunos:

 Robots domésticos o del hogar: Robots que se utilizan en el hogar. Este tipo de robots incluye muchos dispositivos diferentes, tales como aspiradoras robóticas, limpiadores de piscinas robótica, barrenderos, limpiadores de canalones y otros robots que pueden hacer diferentes tareas. Además, algunos robots de vigilancia y telepresencia podrían ser considerados como robots domésticos si se usan en ese entorno.

Robots médicos: Robots que se utilizan en la medicina y las instituciones médicas. En primer lugar  tenemos los robots de cirugía. Además, algunos vehículos guiados automatizados y algunas máquinas para levantar personas también se pueden incluir dentro de este tipo.

Robots militares: Los robots utilizados en aplicaciones militares. Este tipo de robots incluye robots de desactivación de bombas, diferentes tipos de robots de transporte, aviones de reconocimiento. A menudo, los robots creados inicialmente para fines militares pueden ser utilizados en la búsqueda y rescate de personas y otros campos relacionados.

 Robots de Entretenimiento: Estos son robots que se utilizan para el entretenimiento. Esta es una categoría muy amplia. Comienza con robots de juguete con simples movimientos y termina con auténticos pesos pesados tales como brazos robóticos articulados usados como simuladores de movimientos.

 Robots espaciales: Son los utilizados en el espacio. Este tipo incluiría robots utilizados en la Estación Espacial Internacional, así como vehículos de Marte y otros robots que se utilizan en el espacio.

 Robots Educacionales: Son especiales para enseñar robótica utilizado en escuelas de todo el mundo. Seguidores de línea, Lego, sumo-bots y todos aquellos robots que son sólo para el aprendizaje. Incluso hay robots que te enseñan a dibujar.

 Robots Humanoides: Robots con aspecto parecido al humano y que realizan tareas propias de un ser humano, incluso expresando emociones.

  Otra Clasificación puede ser en función del entorno de trabajo del robot:

 Robots Estacionarios: Estos robots son fijos en un lugar y no se pueden mover. Esta categoría incluye robóticos brazos, máquinas-herramientas informáticas, y la mayoría de los robots industriales.

 Robots De Suelo: Estos robots están diseñados para operar en la superficie de la tierra o de otro planeta, y por lo general están subclasifican por su forma de transmisión del movimiento: ruedas, pistas o piernas.

 Robots Submarinos: También conocidos como vehículos submarinos autónomos, estos están diseñados para operar bajo el agua, y muchos de ellos a gran profundidad.

 Robots Aéreos: Son vehículos aéreos no tripulados e incluyen diversos tipos de máquinas voladoras robóticas, incluyendo aviones y helicópteros.

 Robots de microgravedad: Los robots que han sido diseñados para funcionar en entornos de baja gravedad, como la órbita terrestre.



 Por último hay otros llamados de trabajo en entornos peligrosos, que como su propio nombre indica se desarrollan para trabajar en sitio peligrosos, como un robot para desactivar bombas o también llamado robot de artificieros, o los robots de guerra.

  También se pueden clasificar en función de su autonomía:

 Teleoperados: Robots controlados a distancia y que necesitan ser controlados todo el tiempo por un ser humano. Su control puede ser con cable o sin el. Un ejemplo serían los drones o los robots para hacer operaciones.

 Semi-automáticos: Tiene cierto grado de autonomía, pero siguen siendo controlados por un ser humano. Un robot clasificador de paquetes podría ser semiautomático o incluso una barrera para abrirse cuando se le introduce una tarjeta (parking de coches).

 Automáticos: Estos robots pueden tomar sus propias decisiones sin la necesidad de un ser humano. El más conocido últimamente podría ser el coche sin conductor.

  Por último otra clasificación podría ser incluso en función de su tamaño: Robots, Microrobots (tamaño de micras) y NanoRobots o NanoBots (tamaño manométrico, el más pequeño).

 Ahora te dejamos un video muy bueno con 10 de los mejores robots y para que se utilizan:

Domótica

¿Qué es Domótica?

 La domótica se define como la tecnología necesaria para hacer que todos los aparatos eléctricos de una vivienda están conectados a una red controlable a distancia. 

 Las luces, electrodomésticos, enchufes eléctricos, sistemas de calefacción y refrigeración son algunos de ellos, pero también desde una perspectiva de seguridad para el hogar, también se incluye el sistema de alarma, y ​​todas las puertas, ventanas, cerraduras, detectores de humo, cámaras de vigilancia y otros sensores que están vinculados a la misma.

 La domótica da acceso a los dispositivos de control de una casa desde un dispositivo móvil en cualquier lugar del mundo.

 La domótica utiliza simultáneamente la electricidad, la electrónica y la informática para conseguir automatizar todos los elementos eléctricos de la vivienda.

 Una casa con un sistema de automatización también se conoce como una casa u hogar inteligente.

 Desde el punto de vista etimológico la palabra domótica fue inventada en Francia y está formada por la contracción de "domus" que significa vivienda más automática.

 El concepto va tan lejos como la Feria Mundial de 1934 en Chicago, donde se dio a conocer la "casa del futuro". En los últimos 80 años, sin embargo, el hogar automatizado se ha transformado en el hogar inteligente gracias a Internet, los sensores y la conectividad. La domótica moderna puede hacer algo más que encender nuestro sistema de calefacción y las luces, de hecho, puede pensar por nosotros.

 Gracias al llamado "Internet de las Cosas", que simplemente es tener objetos conectados a internet para poder ser controlados a distancia, la domótica ha sufrido un gran avance en los últimos años.

 Además de lo dicho anteriormente la domótica puede servir para el funcionamiento automático de aspersión de agua, aparatos de preparación de alimentos, control remoto de teléfonos y de los contestadores automáticos, máquinas de fax, radios de aficionados y otros equipos de comunicaciones y de robots tales como aspiradoras automáticas, alimentar a las mascotas en un horario y con cantidades predeterminadas de alimentos e incluso puede permitir controlar las funciones vitales de un ser vivo para ser controladas de forma remota desde cualquier lugar del mundo a través de un ordenador conectado a Internet.

¿Qué Finalidad Tiene la Domótica?

 Crear viviendas y edificios automáticos con el fin de mejorar la gestión energética y la calidad de vida de sus habitantes.

 Reduce el trabajo físico de los habitantes, aumenta la seguridad, y como la gestión de los diferentes recursos no las hace un ser humano, se racionalizan los diferentes consumos energéticos.

 Por ejemplo, las persianas se podrían subir solas cuando hay sol y bajarse solas cuando no hay sol para guardar el calor.

Elementos o Componentes de Una Instalación Domótica

 Según vayas leyendo fíjate en el esquema de más abajo.

 En una instalación domótica hay 4 elementos comunes y necesarios:

- Una central de gestión: Normalmente un ordenador, una tablet o incluso un SmartPhone con la programación adecuada para controlar los diferentes dispositivos. Eso si, deberán tener instalado un software de gestión.

 Ya existen App para el Smartphone o programas para el PC o Tablet gratuitos, pero también los hay de pago. Además de esto también tiene que disponer de un transceptor que es el aparato que permitirá enviar la señal a los dispositivos de la vivienda.

 Esta señal también puede ser vía WiFi, en este caso solo será necesario una antena de transmisión, pero ojo los sensores y actuadores deberán ser todos controlables vía WiFi también.

 Normalmente una central de gestión viene con todos los elementos incorporados.



- Sensores: Son los elementos encargados de recoger la información de los diferentes parámetros que controlan (la temperatura ambiente, la existencia de un escape de agua, la presencia de luz solar suficiente en una habitación, etc.) y enviarla al sistema de control centralizado o central de gestión para que actúe en consecuencia.

 La información proporcionada por estos sensores es utilizada por la central de gestión para tomar varias decisiones importantes con respecto a los aparatos y cuándo cambiar o desactivarlos. Algunos de estos sensores pueden ser:

* Los termistores que se pueden utilizar para controlar los acondicionadores de aire, refrigeradores, sistema de calefacción, o en caso de incendio.
 
* Sensores de humedad que detectan el nivel de humedad en el medio ambiente.

* Los sensores de gas que se pueden utilizar para detectar fugas de gas.

* Sensores de luz que se puede utilizar para detectar la intensidad luminosa en la casa.

* Sensores de movimiento para detectar intrusos en la vivienda.

- Actuadores: Los sensores detectan y los actuadores ejecutan. Por ejemplo un sensor de temperatura puede hacer que se active el interruptor (actuador) de la calefacción. Los actuadores son los dispositivos utilizados por el sistema de control centralizado, para modificar el estado de ciertos equipos o instalaciones (el aumento o la disminución de la calefacción o el aire acondicionado, el corte del suministro de gas o agua, el envío de una alarma a una centralita de seguridad, etc.).

 Estos dispositivos suelen estar distribuidos por toda la vivienda y, según el modelo, pueden admitir baterías. En muchos casos, el sensor y el actuador son integrados en el mismo dispositivo. Fíjate en la imagen siguiente, es un enchufe que dejará pasar la corriente por el electrodoméstico conectado a él cuando el termostato incorporado llegue a una temperatura.



 Entre los diferentes actuadores que podemos encontrar tenemos:

* Contactores y/o Relés.

* Bases de Enchufes controlables.

* Electroválvulas de apertura y cierra controlado.

* Válvulas para calefacción y agua.

* Sirenas de aviso.

* Interruptores y reguladores de luz, agua, gas, etc.

 Por ejemplo, la regulación de la cantidad de agua en la piscina se logra accionando un interruptor (será el actuador) que active la válvula de entrada de agua. El actuador está situado de tal manera para operar instantáneamente con las válvulas de agua. Esto significa que el flujo de agua se puede supervisar y controlar de forma remota sin necesidad de incurrir en costos de trabajo humano.

- Soportes de Comunicación: Puede ser la red eléctrica o Internet. Este soporte es el que comunica a través del cable o de forma inalámbrica los diferentes dispositivos. La tecnología WiFi es la más usada actualmente.



 Es importante tener una fuente de energía alternativa para el sistema domótico, ya que si sufriéramos un corte de corriente no funcionaría nada.

El Problema de la Domótica

 Se calcula que en poco tiempo habrá unos 50 mil millones de dispositivos conectados. El problema es la falta de un estándar de comunicaciones común o protocolo. si utilizamos dispositivos de diferentes marcas, es posible que no puedan ser controlados desde un mismo mando ni comunicarse entre ellos, ya que no "hablan" el mismo idioma.

 Samsung ha propuesto un estándar llamado "Thread", Apple tiene otro llamado "Homekit" y Google también está trabajando en otro diferente.

 Parece que el que se está imponiendo es el KNX para espacios grandes como campos de futbol o pabellones, y el ZigBee para la domótica o los hogares inteigentes. Para saber más sobre el zigbee vete al enlace anterior, del KNX hableromos luego un poco más.

 Desde el punto de vista de un usuario lo que nos interesa es que cuando vayamos a realizar nuestra instalación de domótica tengamos en cuenta el protocolo de comunicación y que todos nuestro aparatos tengan el mismo. 

KNX Domótica

 KNX es la iniciativa de tres asociaciones europeas unidas para crear un único estándar europeo para la automatización de las viviendas y oficinas.

 Se ha convertido en el primer sistema normalizado a nivel mundial para la comunicación de control de las viviendas y edificios y además es totalmente libre.

 Esta Standar de Comunicación o Protocolo trata de, partiendo de los sistemas EIB, EHS y BatiBUS, crear un único estándar europeo que sea capaz de competir en calidad, prestaciones y precios con otros sistemas norteamericanos como el LonWorks o CEBus.

 Para saber más puedes visitar el sitio de KNX.

 Por último te dejamos este video donde se explica la defición de domotica y para que sirve:

Derechos de autor: tomado de: https://www.areatecnologia.com