Robótica de manipulação através dos tempos

Robô industrial
robô industrial
Definição através da ISO 8373:
“An automatically controlled, reprogrammable, multipurpose manipulator programmable in three or more axes, which may be either fixed in place or mobile for use in industrial automation applications.”
O fascínio com o nosso alter - egos artificial sofreu durante três milênios.
Neste post tenta-se ver para a evolução do robô por meio de seu industrial, militar e ações humanitárias.
Conceitos de serventes e companheiros mecânicos datam já dos mitos antigos, de Cadmus, que semeou os dentes de dragão que se transformaram em soldados, e Pygmalion que deu vida a sua estátua de Galatea. Muitas mitologias falam de pessoas artificiais, como servas mecanizadas de Hefesto e os gigantes de barro da lenda judaica e nórdica. No folclore chinês, um conto a partir do texto Lie Zi narra que no século 10 aC, Yan Shi um “artífice” feito um autômato se assemelha a um ser humano. Mas o que trouxe sobre o nosso fascínio com a tomada de robôs?
A alegação de que queremos ser como Deus, criando seres mecânicos em nossa própria imagem, provavelmente merece uma análise mais aprofundada da psicanalise. A teoria mais simples no entanto pode apontar para motivos mais básicos como a nossa busca do progresso, ou até mesmo preguiça e avareza que nos levam a buscar o aumento da produtividade e do lucro, fazendo robôs fazer o trabalho duro em nosso lugar - evidentes mesmo na ideia original do termo eslavo-robota para “trabalho escravo” ou “trabalho penoso”.
Aludindo a uma referência anterior na Ilíada de Homero, Aristóteles especularam na política que o uso de autômatos podia resultar um dia na abolição da escravatura: “Há apenas uma condição em que podemos imaginar superiores não necessitando de subordinados, mestres e não precisar de escravos. É que cada instrumento poderia fazer seu próprio trabalho, com a palavra de comando ou por antecipação inteligente, como as estátuas de Dédalo... com se um serviço de transporte deve tecer por si só, e uma palheta deve fazer a sua própria harpa de jogo.”
Os primeiros protótipos
IMAGEM02pato automado
Primeiros protótipos
Ao longo dos séculos, os mitos se transformou em conceitos mais palpáveis ​​e inventores concebera os primeiros modelos de trabalho. Em 1739 Jacques de Vaucanson criou o Pato a digerir, um autômato que parecia ter a capacidade de comer grãos de cereais e de digerir e defecar los. Ele criou tanta confusão que Voltaire foi movido a escrever “... Sem pato de Vaucanson, você não tem nada para lembrá-lo da glória da França.” (Infelizmente, ele era confundido como o aparelho que foi mais tarde revelado ser um truque elaborado, mas Vaucanson ainda expressou a esperança de que um autômato digestão real pode um dia ser desenhado).
Automação
Outros marcos na robótica foi Nikola Tesla que demonstrar a primeira embarcação rádio controlado, em 1898 na Feira Mundial de 1939 apresentou Elektro, um robô humanóide construído por Ohio Westinghouse Electric Corporation, que ficou mais de dois metros de altura e pesava 120 kg. Podia andar por comando de voz, falar cerca de 700 palavras (usando um toca-discos de 78 rpm), fumam cigarros, explodiam balões, e movia sua cabeça e braços.
Mas não foi até a segunda metade do século 20 que a indústria começou a tomar a sério o potencial dos robôs. Em 1954 o inventor dos EUA, George Devol projetou Unimate, o primeiro robô operado digitalmente e programável. Foi instalado em 1961 numa fábrica da General Motors em Trenton, New Jersey, e foi usado para levantar as peças de metal fundidas ainda quentes, uma revolução tecnológica silenciosa na produção, que durante os anos 1960 e 70, lançou as bases para a indústria robótica moderna.
A ascensão da máquinas, Sigi Müller é um engenheiro mecânico aposentado e um industrial pioneiro na robótica industrial, antes da empresa de motores elétricos alemã a Heidolph.
Ele lembra que na década de 1970, várias tecnologias de automação distintas se uniram para fazer o robô industrial competitivo. “No inicio a chave foi a de combinar unidades hidráulicas ou pneumáticas com atuadores como limite interruptores de paragem e ligantes de pressão.”, “Depois, começamos a usar cortinas de luz e sensores de proximidade. Por volta de 1975, o controlador lógico programável realmente começou a fazer as coisas acontecerem, seguido nos anos 80 pelo monitoramento de vídeo e cilindros de elevação hidráulicos e rotores equipados com sensores de pressão.”, “De 1990 em diante, o PC começou a tomar sobre como a unidade de controlo principal. Ao mesmo tempo as tecnologias, tais como controlo de rádio se tornou mainstream ao lado do motor de passo multi- fase que poderíamos posicionar de forma incremental e com grande precisão” conclui Müller. Sua ex- empresa (rebatizada HeiDrive em 2013) é hoje um dos principais fornecedores da Alemanha de servomotores. Esta tecnologia tornou-se uma característica fundamental para robôs de todos os tipos, substituindo o motor de passo a passo nos últimos anos, permitindo um controle mais preciso da posição angular, velocidade e aceleração. Os sistemas de acoplamento adequado a um motor com um sensor de resposta requerem um controlador sofisticado, com compiladores de posição óticos, o que eles fizeram foi ampliar a gama de servomotores para incluir tamanhos de quadros adicionais e sistemas de resposta integrados, pelo que a resposta integrado abre novas possibilidades, especialmente nas áreas de robótica e automação.
Kuka
As unidades robóticas industriais modernos são precisas, versáteis e tem um alcance e carga útil inimaginável para os modelos iniciais. Considerando que os braços robóticos simples nos finais dos anos setenta podiam lidar com cargas de 10 kg com o uso de cinco eixos, empresas como a Kuka da Alemanha agora produzir uma gama de modelos que podem transportar uma carga útil de até 1300 kg, com um alcance de 7,5 metros ou produzir taxas de repetibilidade de 0,05 milímetros; unidades de controlo trabalham rotineiramente por 27 eixos ou mais.
varios eixos
Aplicações industriais para robôs abrangem uma vasta gama e incluem testes de componentes, montagem de pequenas peças, retificações, pintura e colagem, bem como as tarefas mais perigosas, como soldagem, palatização e trabalho de fundição. Robôs de cargas médias são capazes de tarefas de manuseio simples assim como as operações complexas, tais como medição de correntes de ar em um túnel de vento ou de costura de couro tampas de assento.
Surpreendentemente, no entanto a tendência principal não segue a direção de aumentar a autonomia, mas sim se concentra na cooperação homem-máquina, com base nos trabalhos da mão humana o robô LBR IIWA da Kuka, por exemplo, é projetado para processos de união delicados e é capaz de trabalhar ao lado de operadores humanos, sem a necessidade de uma de segurança elevada, graças aos algoritmos de detenção de colisão de alta performance e sensores de torque integrados nas articulações de cada eixo e em testes, a máquina é capaz de detetar obstáculos, como um copo de água e parar seu movimento continuo assim que toque no copo sem derramar uma gota.
Mas qual é a perspetiva para os mercados industriais robô? A maioria das previsões prever os jogadores estabelecidos; Japão, EUA, Alemanha e Coreia do Sul de expandirem ainda mais suas compras robô e exceder os valores recordes de vendas visto em 2012, com a China calorosamente cotado para se tornar o principal mercado em 2016. Mas nem todos os especialistas concordam. Pelo que vê-se que investimentos menores nos segmentos automotivo e de transporte a nível mundial que fazem inferir que os investimentos robóticos neste setor e passaram por uma fase de baixo crescimento ou até mesmo um declínio em 2012. Por isso não se prevê um crescimento muito elevado para a robótica neste espaço no futuro, mas esta é uma área em que existe uma divergência de opinião, pelo que a China de acordo com algumas pessoas, será um mercado forte para a robótica em comparação com a Índia. Em termos de outros mercados industriais, Sudeste da Ásia, incluindo a Indonésia, Tailândia e Vietnam, pelo que mostra um grande potencial aos fornecedores robóticos industriais. Por sua vez, a Índia não tem demonstrado um grande interesse em expandir a sua pegada de fabricação. Embora existam desníveis de alto potencial nalgumas indústrias, está-se na tentativa de defender o seu potencial para a robótica nos próximos anos.
Humanoides e uma intenção não tão pacífica, a quando Isaac Asimov batizou o termo “robótica” e as suas três leis na sua história de ficção científica 1941 Runaround, ele estava preocupado principalmente com retrato dos robôs de forma diferente da ficção existente onde autômatos rotineiramente conformados com um enredo Frankenstein em que destruiu o seu criador. “Um robô não pode ferir um ser humano ou, por inação, permitir que um ser humano sofra algum mal” - a primeira lei de Asimov da robótica em pontos específicos para uma ampla gama de campos em que os robôs são projetados para ajudar, proteger ou resgate humano seres ou ficar em seu lugar em ambientes perigosos.
livro
Livro
Honda reconheceu o apelo do robô humanoide com a criação do ASIMO em 2000. A sua mais recente encarnação remonta a 2011 e é mais leve, mais rápido e mais inteligente e durável do que o original. Segundo a empresa ainda está longe de cumprir sua finalidade original como um assistente pessoal amplamente disponível capaz de auxiliar os enfermeiros ou idosos. Como tal o dispositivo parece ter pouca utilidade prática para além do valor de entretenimento nas suas inúmeras aparições públicas, e promover uma carreira em engenharia e robótica para jovens. Apesar disso a Honda afirma que da investigação resultaram bastantes inovações, como o mais recente sistema de gestão Stride Assist para pessoas com músculos das pernas enfraquecidas assim como o equilíbrio, e dispositivos para ajudar nas deslocações. O ASIMO é capaz de movimentos complexos como subir escadas e correr com as duas pernas no ar até 0,08 segundos através de sua reação ao solo, e ter zero contacto com o chão, e prever o controlo do movimento.
Humanoide
Humanoide
A proposição muito mais formidável é dos robôs antropomórficos da Boston Dynamics. Em considerando ASIMO oferece apertos de mão e carrega bandejas de xícaras de chá, PETMAN foi desenhado para testar modelos de proteção química para os militares dos EUA e é dito ser capaz de correr em trilhos acidentados, fazer flexões e até transpirar. Seu primo ATLAS tem uma grande mobilidade, o robô humanoide desenvolvido para movimentar-se no exterior, terrenos acidentados. Segundo a empresa, ATLAS pode andar sobre duas pernas, deixando os membros superiores livres para levantar, carregar e manipular o ambiente em ambientes extremamente difíceis. A sua tecnologia e inclui 28 articulações acionados hidraulicamente, e garras com sensibilidade capazes de articular e de utilizar ferramentas desenhadas pelas para os seres humanos e uma cabeça com sensor com câmaras estéreo e um telêmetro laser. O usos potenciais do robô são tão evidentes como parceiro principal no empreendimento ATLAS, a Lockheed Martin, a maior empresa de defesa do mundo, com 35700 milhões dólares em vendas de armas em 2012, a Boston Dynamics alega que o propósito de ATLAS é como um primeiro responder a um trabalhar incansavelmente para fornecer suporte vital no rescaldo da catástrofe, bem como adquirir dados em tempo real para as equipes de emergência. Mas os olhares imponentes dos humanoides contam sua própria história ao lado do impressionante arsenal de robôs de combate armados e desarmados da Lockheed Martin.
A empresa diz que a visão de longo prazo para um de seus outros autômatos, o veículo robótico não tripulado SMSS é acomodar variantes de armamento melhorando as suas capacidades de aquisição de reconhecimento, vigilância e de destino dentro do conceito de autonomia supervisionada, a empresa também acrescenta que a sua visão para a independência robótica: “Quando vemos um robô diagnosticar e corrigir -se e agir temos de sentar e tomar nota”, “Quando ele começa a se auto-replicar, é que vai ser enorme. A pergunta que as pessoas precisam se perguntar é - quando é que as máquinas se tornam conscientes do são?”
As próteses de aparência semelhante ainda desenhadas para uma finalidade muito mais pacífica são os mais recentes desenvolvimentos em próteses humanas. Bebionic3 é reivindicada ser o fabricante mais avançado de mãos artificiais pelos fabricantes RSLSteeper, um especialista em tecnologia assistiva com sede em Leeds no Reino Unido. A prótese apresenta uma série de elementos inovadores, incluindo motores individuais em cada dedo que permitir que a mão consiga segurar de forma quase natural, coordenar naturalmente. A posição de cada dígito é monitorado por microprocessadores, dando ao utilizador controlo preciso sobre os movimentos das mãos, com 14 padrões de pega selecionáveis ​​e posições de mão para facilitar atividades quotidianas, como dar os nós aos sapatos ou pegar um molho de chaves. Controle de velocidade proporcional permite tarefas delicadas, assim os utilizadores podem pegar um ovo ou segurar um copo de poliestireno tão facilmente como esmagar uma lata vazia. Mas empresa está ciente dos futuros desafios, a próxima grande coisa para a indústria é obter melhores sinais para fora do corpo humano, se pudesse obter quatro, cinco ou até mesmo seis sinais diferentes de um músculo para o paciente a usar, que seria revolucionário. Em termos do impacto da tecnologia, de tal forma irónica que as pessoas com as duas mãos querem uma prótese desenhada, pelo que são bastantes confortáveis e as pessoas na rua não se apercebem da diferença, sendo que o efeito psicológico é quase mais importante do que o que o produto faz.
mão
mão protética
No mundo real, o laboratório nacional do governo dos EUA Argonne, os investigadores estão à procura de uma função que replique a função da mão humana para uma finalidade diferente. Sua plataforma de trabalha com dois braços teleoperados a uma distância de até 60 metros e desenhada para trabalhar em ambientes perigosos, como centrais nucleares. Os projetistas estão realmente procurando formas de reduzir a autonomia e com ela a complexidade dos robôs em favor da sua durabilidade e robustez. Pelo que desafiaram a comunidade robótica tradicionais foi o incidente em Fukushima, e que não tinham um sistema fiável que poderiam lá implantar para fazer qualquer trabalho útil, mas atualmente têm-se concentrado no uso da realidade virtual e aumentada para ajudar teleoperadores percebem seu ambiente de forma mais eficiente de modo que não terem que confiar em robôs complexos, que são vulneráveis ​​à degradação no local tarefa. Mas sem surpresa para as aplicações robóticas esta equipa permanece pragmática, pelo que neste tipo de comunidade existem dois tipos de pessoas, o grupo gosta de fazer coisas divertidas, como fazer algo que parece, trabalha e pensa como nós uma réplica humana e isso tem seus próprios méritos, é como mostrando animais exóticos no zoológico. Mas este caso é do outro tipo em que têm de produzir robôs para realizarem trabalho real.
Os factos e números dos robôs industriais na China entre 2005 e 2012, as vendas de exportação de robôs industriais para a China aumentaram cerca de 25% em média por ano e chegaram a 23000 unidades em 2012, um aumento de quatro vezes maior, o maior aumento na história de robôs industriais ao longo desse período de tempo.
Havendo um crescimento das vendas globais de robôs industriais robô em 2013, com 162 mil unidades vendidas. O que significa que 25,5 biliões de dólares no valor de mercado mundial de sistemas de robôs em incluindo software, periféricos e sistemas de engenharia em 2011. Os prós são que regiões e países onde se espera que as vendas de robôs para aumentar em 2013, sejam a América do Norte, Brasil, República da Coreia, a China, a Turquia e a maioria dos outros mercados do Sudeste Asiático, e mercados da Europa Central e Leste. E os contras são que as regiões e países onde se espera que as vendas de robôs vir a diminuir ou permanecer inalterada em 2013 são o Japão, Alemanha, Reino Unido, Itália, França e Espanha.
Densidade robô industrial por 10 mil funcionários. Em comparação com os países altamente automatizados, como o Japão, Coreia e Alemanha com densidades de robôs industriais na indústria de transformação entre 260 e 350 robôs industriais por 10 mil funcionários, a densidade de robô na China é comparativamente baixa, com cerca de 20 robôs. Para chegar a tal nível de densidade robôs, cerca de um milhão de novos robôs teria que ser instalado nos próximos anos na China. Por isso o crescimento estimado das vendas globais de robôs industria entre 2014 e 2016, seja 6% ao ano, com mais de 190 mil unidades serem vendidos em 2016.
mapa
Mercados de topo de robôs em 2011
1 – Japão com 28 mil unidades (subiu 27%)
2 – República da Coreia com 25 mil unidades (subiu 9%)
3 – China com 22,6 mil unidades (subiu 51%)
4 – Estados Unidos da América com 20,5 mil unidades (subiu 43%)
5 – Alemanha com 19,5 mil unidades (subiu 39%)
6 – Itália com 5,1 mil unidades (subiu 13%)
Principais mercados em 2011, neste ano o abastecimento de robôs aumentaram 38%, para 166028 unidades, de longe o maior nível já registrado por um ano. O valor das vendas subiram 46% para um novo recorde dos EUA com 8,5 milhões apenas hardware, excluindo software, periféricos e sistemas de engenharia.
As previsões para este ano são que o abastecimento de robôs por empresas estrangeiras para a China vá aumentar em cerca de 5% a 10%, para cerca de 25 mil unidades. Do corrente ano até a 2016, as vendas de robôs irá aumentar em uma média de 15% ao ano, atingindo cerca de 38 mil unidades em 2016.
Enviar um comentário