Robots modulares reconfigurables en aplicaciones espaciales

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Los robots son dispositivos electromecánicos automáticos que se asemejan a humanos o animales y que están controlados por un circuito electrónico o un programa de computadora. Hay diferentes tipos de robots que se utilizan para diferentes tipos de aplicaciones . Las tendencias recientes en la tecnología robótica han estado desarrollando robots avanzados como los robots quirúrgicos son manipuladores remotos que se utilizan para cirugías (especialmente la cirugía de ojo de cerradura), robots andantes que son en su mayoría de múltiples patas que son capaces de moverse caminando, los microbots y nanobots son microscópicos y estos nano robots o nano dispositivos que se utilizan en el cuerpo humano para curar enfermedades, los rovers son robots con ruedas que se utilizan para caminar sobre otros planetas para la exploración espacial. Normalmente, los robots utilizados en aplicaciones espaciales son robots autónomos , robots modulares reconfigurables o robots modulares autoconfigurables, etc.

Robots modulares reconfigurables

Los robots modulares reconfigurables son generalmente dispositivos cinemáticos autónomos con morfología ajustable. En los robots de morfología fija, solo las tareas convencionales como la activación, la detección y el control solo pueden realizar. Pero, los robots auto reconfigurables o los robots reconfigurables modulares son capaces de cambiar sus propias formas reorganizando la conectividad de sus piezas para adaptarse a nuevas circunstancias, realizar nuevas tareas y recuperarse de daños.




Robots modulares reconfigurables

Robots modulares reconfigurables

Estos robots auto reconfigurables se pueden definir como robots que pueden cambiar su forma en función del camino por el que tienen que pasar. Por ejemplo, si un robot tiene que pasar a través de una tubería estrecha, entonces se reconfigurará en forma de gusano y si tiene que cruzar un terreno irregular, entonces reconfigurará su forma con patas de araña. Si hay un terreno plano, entonces se reconfigurará como una estructura similar a una bola para un movimiento rápido.



Estos robots reconfigurables se clasifican nuevamente en dos tipos según el diseño. Como los sistemas robóticos modulares homogéneos se componen de varios módulos con diseño similar para formar una estructura tal que realice una tarea requerida. Un sistema robótico modular heterogéneo consta de varios módulos con diferentes diseños, cada uno de los cuales realiza funciones específicas y estos se utilizan para formar una estructura que realiza una tarea requerida.

Robots reconfigurables en aplicaciones espaciales

Como parte de la investigación sobre otros planetas, muchos países lanzan con frecuencia varios satélites o misiones espaciales para estudiar las condiciones y características de los planetas. Por lo tanto, para obtener datos a largo plazo, se están lanzando misiones espaciales a largo plazo y estas misiones espaciales a largo plazo suelen ser sistemas autoconfigurables.

Estos robots auto reconfigurables son capaces de manejar situaciones imprevistas y autorrepararse en caso de daños. Sabemos que las misiones espaciales son enormes y con limitaciones de masa, por lo que es beneficioso si usamos robots autoconfigurables que pueden realizar múltiples tareas en lugar de varios robots que cada uno realice una sola tarea en particular.


Robots usados ​​en aplicaciones espaciales

Robots usados ​​en aplicaciones espaciales

Hasta la fecha, los humanos han puesto un pie aparte del planeta tierra, es solo la luna. Considerando que, los robots modulares utilizados en aplicaciones espaciales se están lanzando en muchos otros planetas. Una serie de módulos de aterrizaje, manipuladores, orbitadores y rovers enviados a Marte son robots famosos utilizados en aplicaciones espaciales.

Manipuladores robóticos y rovers

Hay varios tipos de tareas que realizan los robots articulados en el espacio. El proceso de dar servicio al aparato o equipo en el espacio se denomina manipulación espacial que se realiza mediante robots articulados. Polybot se adapta bien al mantenimiento e inspección de estaciones espaciales o satélites. Los manipuladores robóticos se proyectan para posicionarse en el espacio o en otros planetas para emular las habilidades de manipulación humana. Por lo general, se colocan en naves espaciales de vuelo libre o en la sintonización de la órbita de otras naves espaciales, dentro de vehículos espaciales, módulos de aterrizaje planetarios y rovers para adquirir muestras.

Manipulador de robot

Manipulador de robot

Los rovers robóticos se proyectan para posicionarse en planetas para emular las habilidades de movimiento humano. Con frecuencia se colocan en las superficies de los planetas terrestres, pequeños sistemas solares , aerobots (atmósferas planetarias), cydrobots (capas de hielo) e hidrobots (capas líquidas).

Diseño y optimización automatizados

Los robots reconfigurables modulares o el sistema robótico modular se combinan con herramientas de software para ayudar a seleccionar y diseñar la estructura de control y morfología más fina para realizar cada tarea en particular. Aunque muchos rasgos de este diseño dependerán inevitablemente de la inteligencia humana para el futuro predecible, otros rasgos son compatibles con el diseño y la optimización automatizados. Todos los robots reconfigurables utilizados en aplicaciones espaciales deben diseñarse de manera que sean capaces de sobrevivir con las tensiones de lanzamiento, la radiación en el espacio, el vacío, la distribución planetaria y el entorno del planeta (planeta en el que se utilizan robots reconfigurables o en planetas objetivo).

Hay dos tipos de diseños de robots reconfigurables y son: diseños basados ​​en celosía y diseños basados ​​en cadenas.

Diseños basados ​​en celosía de robot reconfigurable macho

Diseños basados ​​en celosía de robot reconfigurable macho

En los diseños basados ​​en celosía, la reconfiguración es fácil, pero es difícil generar movimiento y este diseño requiere más conectores y actuadores.

Diseños basados ​​en cadenas de robots reconfigurables

Diseños basados ​​en cadenas de robots reconfigurables

En los diseños basados ​​en cadenas, la reconfiguración es difícil y tiene una rigidez insuficiente, pero es fácil generar movimiento.

Simulación de robot reconfigurable modular

Se desarrolló un entorno de simulación de software basado en la física utilizando C ++ que facilita a los usuarios la construcción de robots reconfigurables utilizando varios tipos de módulos. Se agregan tipos de módulos adicionales con conectores compatibles para extender la simulación.

Ejemplo práctico de robot modular auto reconfigurable

Módulo transformador modular

Módulo transformador modular

El transformador modular es uno de los robots reconfigurables de uso frecuente y estos módulos M-TRAN se utilizan para formar una estructura 3-D (que puede cambiar su propia configuración y también capaz de generar pequeños robots), robot multi-DOF (que locomota de manera flexible), y robot metamorfoseado. Este transformador modular consta de dos actuadores y batería.

Diagrama interno del módulo M-TRAN

Diagrama interno del módulo M-TRAN

Diagrama de bloques interno del módulo M-TRAN, que consta de batería de iones de litio, resorte no lineal, circuito de alimentación, CPU principal, sensor de aceleración, imán permanente, bobina SMA, placa de conexión y PIC.

Estos robots reconfigurables se utilizan en aplicaciones espaciales para lograr objetivos específicos como el suministro de telecomunicaciones, la observación sobre la tierra para el retorno de datos, la viabilidad militar y fines de navegación .

Hay muchos otros proyectos y aplicaciones basados ​​en robótica:

Espero que este artículo brinde información breve sobre los robots reconfigurables modulares utilizados en aplicaciones espaciales. Para obtener más información sobre proyectos de electrónica robótica puede contactarnos publicando sus consultas en la sección de comentarios a continuación.

Créditos fotográficos

  • Robots modulares reconfigurables de asmedigitalcollection
  • Robots utilizados en aplicaciones espaciales por robotnor
  • Manipulador de robot de iccrobotics
  • Diseños basados ​​en celosía de robot reconfigurable masculino de csail.mit
  • Diseños basados ​​en cadenas de robots reconfigurables de wikimedia
  • Módulo transformador modular de unit.aist
  • Diagrama interno del módulo M-TRAN por slidesharecdn