Nota

Universidad Nacional de Rosario - Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura

12 de Junio de 2023 | 7 ′ 58 ′′

Ingeniería robótica, una herramienta para la solución de problemas

Docentes e investigadores de la Universidad Nacional de Rosario trabajan en el Laboratorio de Automatización y Control de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura desarrollando manipuladores robóticos y robots móviles.

El equipo de investigación trabajan en la Ciudad Universitaria de Rosario (CUR).

La revolución robótica detona un importante avance científico y tecnológico en diversas áreas de la mecánica, el control, la electrónica y la computación pero, además, ayuda a resolver problemas sociales de salud y seguridad, como así también crear una nueva industria con importantes beneficios económicos. Docentes e investigadores de la Universidad Nacional de Rosario trabajan en el Laboratorio de Automatización y Control de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura desarrollando diversos proyectos en esta área, apostando a la innovación y a la solución de problemas.

El Laboratorio de Automatización y Control, concretamente, trabaja en manipuladores robóticos y robots móviles. También explora la fusión de ambos modelos, que son manipuladores montados en robots móviles, lo que constituye un desafío. “Los manipuladores robóticos son aquellos que están fijos en algún lugar y suelen hacer tareas mecanizadas como manipular un objeto; por ejemplo, se ve en industrias cómo algunos de ellos doblan caños, empaquetan productos, o los pasan de un lugar al otro. También hay robots que hacen trabajos en superficies, como un esmerilado o pintar una pared. Si uno monta uno de estos sobre un robot móvil se obtiene una gran ventaja, una libertad para que el robot pueda trasladarse, buscar cosas en algún lugar y llevarlas a otro”, contó a Argentina Investiga Sergio Junco, director del espacio.

El experto explicó que un robot móvil podría ser muy útil en ambientes como almacenes de distribución porque “puede ir a buscar productos a una estantería, identificarlos, tomarlos, meterlos en un contenedor y depositarlos a un punto final”.

Uno de los objetivos del equipo de investigación es generar tecnología propia para incidir sobre el contexto nacional, regional y local, evitando así que el medio no sea meramente un comprador de avances tecnológicos extranjeros. “Queremos lograr que nuestra industria pueda hacer estos desarrollos y poner estos productos en el mercado. Esto conlleva un largo camino, con una primera etapa de desarrollo y luego hacer esa transferencia. En eso estamos trabajando”.

“Todas las etapas de desarrollo de un robot que abordamos están fuertemente basadas en lo que es el modelado matemático del sistema, lo cual sirve para comprender a fondo cómo funciona, cómo lo vamos a desarrollar, cómo lo podemos controlar para que tenga las funciones que nosotros programamos”, explicó Junco y agregó: “Todo esto lo hacemos tanto en un plano conceptual como tecnológico, porque todos esos modelos hay que bajarlos a cosas concretas ya sea en la tecnología mecánica, la eléctrica, la electrónica o la informática”.

Las etapas de desarrollo se llevan a cabo con la participación de estudiantes que están finalizando las orientaciones de electrónica y mecánica, a través de su proyecto final de ingeniería. “Para la formación de los estudiantes que hacen el proyecto final en este campo es una experiencia muy buena porque no se queda en lo teórico, sino que realizan algo concreto y práctico. Tratamos de publicar esos trabajos para que tengan difusión”.

Una innovación para modificar la calidad de vida

Uno de los proyectos que desarrolla este espacio se vincula con la robotización de un andador para la asistencia a la movilidad de personas con dificultades para caminar.

El trabajo se ejecuta en el marco de un proyecto UNR INNOVA post-pandemia 2020, planteado como una transferencia tecnológica a la empresa metalúrgica Giampieri SH. “La principal actividad de esta empresa es la fabricación de matrices y piezas de metal, que ensambla construyendo partes de electrodomésticos de heladeras y freezers. Una producción alternativa es la fabricación de andadores para personas con discapacidad. Nosotros les propusimos robotizar este andador y darle movilidad propia”, comentó Matias Nacusse, uno de los autores del desarrollo.

“El objetivo, en este caso, era vincular a la Universidad con el medio. El primer desarrollo que hicimos fue para testear la viabilidad de nuestra idea, y ahora seguimos trabajando en una etapa de rediseño, ya que vimos con la prueba anterior todos los factores a mejorar y tener en cuenta para el resultado final”, especificó Junco.

El andador tendrá dos funcionalidades que ayudarán al usuario en su día a día. “Lo primero es que funcione como una silla de ruedas, donde las personas se sientan y con un joystick puedan moverse. La otra opción es que funcione como un andador específico que ayude a la persona a movilizarse, que es la parte más complicada porque el andador tiene que moverse acompañando la persona. Esto requiere un control de mantenimiento de cercanía entre el andador y su usuario, entre otras cosas”, adelantó Nacusse.

Además, este contacto con la empresa local le abrió al equipo un nuevo desafío: la construcción de un robot móvil multifuncional. La idea es desarrollar componentes que puedan acoplarse de distintas maneras para así obtener configuraciones que sirvan para distintas tareas. “La ventaja de eso es que si tienen componentes que pueden cumplir muchas funciones termina saliendo más barato, porque puede hacerse mayor cantidad de producción. Al no estar pensados para una sola función, al producir en mayor número, el costo disminuye”, contó Junco.

La planificación como clave del proceso

Los investigadores son enfáticos a la hora de la utilización de modelos matemáticos en toda la etapa del desarrollo. “Esos modelos tienen diferentes grados de detalle según la actividad, o lo que quiera estudiarse en ese momento particular. Por ejemplo, si queremos estudiar el comportamiento de los motores dentro de un brazo manipulador en un robot móvil, se trabaja primero con el modelo de motor, después con el modelo del actuador de electrónica que da las señales de corriente y tensión para que se mueva de una u otra manera, y así hasta lograr llegar, en una etapa final, a un modelo muy complejo que se llama gemelo digital. En este, uno tiene un modelo matemático con alto grado de realismo donde se puede simular en un entorno de computación muy real, incluso con obstáculos e interacciones con el medio”, describió Nacusse.

Esta instancia es el momento donde se realizan las principales modificaciones, como agregar sensores extras o mejorar algún aspecto del dispositivo, de cara al producto final. “Podemos llevar a cabo un montón de tareas simuladas, muy parecidas a la realidad. Con esto evitamos grandes modificaciones que retrasen la implementación física del robot. Cuando tenemos virtualmente un modelo demasiado aproximado a la realidad podemos hacer un prototipo físico eficiente”, dijo Nacusse.

Junco explicó que la construcción de un prototipo físico es muy costosa, por lo que el margen de error debe ser ínfimo. “Si lo construimos a partir de ideas básicas, lo más probable es que luego no sirva para el fin para el que fue pensado. Va a requerir tantas modificaciones que se necesitará otro prototipo y se tirará el dinero invertido en el anterior. Por eso es necesario desarrollar un modelo virtual con alto grado de detalle para que las correcciones finales sean bajas en el prototipo físico final. Esto disminuye no sólo los costos sino los tiempos de desarrollo”.

Además de Junco y Nacusse, participan del proyecto de investigación Martín Crespo, Daniel Ades, Mauro Carignano, Felipe Cinto, Guillermo Rolle y Rubén Giampieri.

Producción Periodística:
Gonzalo J García

Responsable Institucional:
Gonzalo Javier García
Universidad Nacional de Rosario

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