Investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas, Ingeniería y Agrimensura de la Universidad Nacional de Rosario profundizan estudios en un área vital en materia de innovación.
La revolución robótica detona un importante avance científico y tecnológico en diversas áreas de la mecánica, control, electrónica y 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 dentro del 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 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 robot móviles lo que constituye un desafío importante. “Los manipuladores robóticos son aquellos que están fijo en algún lugar y suelen hacer tareas mecanizadas de manipular un objeto, por ejemplo: se ven en industrias como 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 de que el robot puede trasladarse para buscar cosas en algún lugar y llevarlas a otro”, contó Sergio Junco, Director del espacio.
El experto explicó que un robot móvil podría ser muy útil en ambientes como almacenes de distribución porque este “puede ir a buscar productos a una estantería, identificarlos, tomarlas, meterlas en un contenedor y depositarla a un punto final”.
Uno de los objetivos del equipo de investigación es poder generar tecnología propia para poder incidir sobre el contexto nacional, regional y local, evitando así que el medio no sea meramente un comprador de avances tecnológicos extranjero. “Queremos incidir que la industria nuestra 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 actualmente estamos trabajando”.
Lo importante a destacar, es que todos los integrantes del Laboratorio no buscan enfocar el desarrollo en robótica como un mero hobby, sino a base de un método científico y siguiendo todos los pasos necesarios. “Todas las etapas de desarrollo de un robot que abordamos están fuertemente basadas en lo que es el moderado matemático del sistema, lo cual sirve para comprender a fondo como funciona, cómo lo vamos a desarrollar, como lo podemos controlar para que haga las funciones que nosotros programamos”, explicó Junco y agregó: “Todo esto lo hacemos tanto en un plano conceptual como en un plano tecnológico porque todas estas comprensiones y modelos hay que bajarlos a cosas concretas ya sea en la tecnología mecánica, eléctrica, electrónica e informática”.
Todas las etapas de desarrollo se hacen con 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 sólo se queda en lo teórico sino que meten mano a 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 está desarrollando 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 que tiene es la fabricación de andadores para personas con discapacidad. Nosotros le propusimos robotizar este andador y darle movilidad propia”, comentó Matias Nacusse, uno de los autores de este desarrollo.
“El objetivo en este caso era poner 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 ayudará al usuario en su día a día. “Lo primero es que funcione como una silla de ruedas, donde la 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 se puedan acoplar 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 se pueden hacer mayor cantidad de producción de los mismos. 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 bastantes enfáticos a la hora de la utilización de modelos matemáticos en toda la etapa del desarrollo. “Esos modelos tienen diferente grado de detalle según la actividad o lo que se quiera estudiar 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 dónde 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 con 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 solo los costos, sino que los tiempos de desarrollo”.
Además de Junco y Nacusse, están participando del proyecto de investigación Martin Crespo, Daniel Ades, Mauro Carignano, Felipe Cinto, Guillermo Rolle y Ruben Giampieri.
Fuente: Universidad Nacional de Rosario