jueves, 11 de junio de 2009

LA ROBOTICA EN APLICACIONES MEDICAS BIOLOGICAS


La robótica para aplicaciones médicas se inició hace quince años, mientras que para las aplicaciones biológicas es bastante nueva.


Aplicaciones Biológicas


*El propósito principal para el uso de la robótica en la biología es lograr un elevado rendimiento en los experimentos relacionados con la investigación y el desarrollo de las ciencias de la vida.


*Las aplicaciones típicas incluyen de alto rendimiento para sistemas de gran escala de secuenciación del ADN , polimorfismo de nucleótido único (SNP).

*Para aplicaciones biológicas es eficaz para la manipulación y la exploración de biología molecular y celular.

*Otra aplicación es la robótica inspiradas en algoritmos para la biología celular y molecular para la biología estructural .




Estados Unidos

Los EE.UU. es especialmente fuerte en el desarrollo de sistemas robóticos de alto rendimiento para el manejo de biológicas en las ciencias de la vida, tales como los genes y la secuencia de cristalización de proteínas.

Japon y corea

*Universidad de Nagoya estudios sin contacto utilizando la manipulación de células láser, y sobre la base de la cirugía intravascular 3D-reconstruido modelo arterial cerebral usando imágenes de TC y un modelo in vitro de la aorta.

*En Corea, la Universidad Nacional de Seúl estudios de MEMS y nanotecnologías para aplicaciones biológicas, KIST estudios y técnicas avanzadas para la manipulación de células.



Europa

*En la Universidad de Minnesota el Dr. Nelson estudios del grupo de tecnologías de MEMS de herramientas para la manipulación de células y funcionamiento.

*La Universidad de Zurich del Laboratorio de Inteligencia Artificial cuyo objetivo es simular el crecimiento biológico.


MEDICAS

La robótica médica pretende compatibilizar el cirujano con el robot para mejorar los procedimientos quirúrgicos.




Aplicaciones Medicas


*La investigación sobre la robótica para aplicaciones médicas se inició hace quince años y es muy activo el día de hoy.

*Para la cirugía robótica que puede lograr lo que los médicos no pueden a causa de precisión.

*Los robots son capaces de precisión y repetitividad de los sistemas robóticos.

*Hoy en día, los robots se ha demostrado o se utilizan habitualmente para el corazón, el cerebro, la médula espinal, la garganta, y cirugía de rodilla en muchos hospitales en los Estados Unidos.

*Los primeros son robots manipuladores para la recogida y colocación, y microactuadores industriales de alto rendimiento para la detección de compuestos.



La Robótica en la medicina


*La robótica en la medicina es el diagnóstico. Robótico diagnóstico reduce a la invasión humana cuerpo y mejora la precisión y el alcance del diagnóstico.

*Para proporcionar componentes artificiales para recuperar funciones físicas de los seres humanos tales como prótesis robótica piernas, brazos y manos.

Estados Unidos

*En aplicaciones médicas, la National Science Foundation ha financiado la Universidad Johns Hopkins para el Centro de Investigación en Ingeniería Equipo quirúrgico-Integrated Sistemas y Tecnología, que se centra en la robótica en medicina aplicaciones, en especial la cirugía robótica.

*En términos de aplicaciones comerciales, los EE.UU. tiene un sistema muy exitoso llamado Da Vinci, que tiene por objeto para ayudar a los médicos cirujanos con complicadas operaciones. El sistema ha sido comprado por muchos en los hospitales los EE.UU. (en el mundo también) para robótica rodilla y cirugía de próstata y el corazón.



Japón y Corea


*En la investigación sobre cirugía robótica y la marcha dispositivos de asistencia para las personas de edad.
*ATR estudios de la función cerebral mediante un enfoque especial de cómputo denominado "la comprensión por el cerebro la creación de una ".


Europa

*En la Universidad Técnica de Múnich, el Dr. Alois Knoll lidera un grupo de investigación que desarrolla los robots quirúrgicos.

*Investigadores su uso háptica enfoques sobre la base de fuerza y sensores de contacto la cirugía y la transferencia de conocimientos técnicos.


Herramientas robótica, dispositivos y sistemas


*La robótica para aplicaciones médicas y biológicas utiliza muchas herramientas, dispositivos y sistemas de carácter general y los tipos especialmente diseñados.

*Los primeros son robots manipuladores para la recogida y colocación, y microactuadores para dispensar biológicas / soluciones.

Tecnologías clave

Las tecnologías clave de la robótica en aplicaciones médicas y biológicas son las siguientes:

a)Las tecnologías de MEMS que pueden fabricar herramientas y dispositivos adecuados para microsensores, y microactuadores micromanipulación de muestras biológicas / bio-soluciones y objetos tales como las células.
b) Especial de sistemas robóticos que puede realizar la cirugía con precisión y bajo coste.
c)Modelado y análisis de algoritmos que se precisa y rápida para los pacientes individuales.
d)Confiable y eficaz de integración de sistemas off-the-shelf y componentes específicos para los dispositivos biológicos médicos y operaciones.
e)Ingeniería de modelado de sistemas biológicos. El objetivo es desarrollar modelos matemáticos para explicar el comportamiento y la estructura de los sistemas biológicos como ingenieros para hacer artificiales física sistemas. Esto se ha demostrado ser extremadamente difícil debido a la complejidad de los sistemas biológicos.
f)Sólido conocimiento de las ciencias de la vida. Para desarrollar un efectivo sistema de automatización o de robótica para biológicos y las aplicaciones médicas, es necesario que los ingenieros tienen un profundo conocimiento de las ciencias de la vida.

Los retos fundamentales de Investigación

*Automatizados de manipulación de células y las operaciones (de sondeo y detección) es extremadamente difícil debido a la diminuto tamaño de las células.

*Automatizado de caracterización de proteínas y el análisis funcional es extremadamente difícil debido a la búsqueda de proteínas estructura es lento y costoso.

*Cristalografía de proteínas automatizado incluyendo cristalización de proteínas, la recolección de cristal, y de rayos X detección aún no es posible porque los cristales de proteínas son tan pequeñas que son difíciles de detectar mediante sensores de visión, y no existen instrumentos eficaces para la recogida y colocación.


*Automatizado de la secuenciación del ADN sigue siendo lento y caro.

*Automatizado de chips de ADN y proteínas y análisis de la producción siguen siendo costosos y lentos, aunque tecnologías se han mejorado constantemente. Para aplicaciones médicas, Russell, Taylor, de la Universidad Johns Hopkins resumen principales retos en tres ámbitos: modelado y análisis de tecnologías de interfaz.

*Para el modelado y análisis, se hace hincapié en el desarrollo de métodos eficaces computacionalmente para el paciente específicas de modelado y análisis.

*De tecnología de interfaz, se hace hincapié fundamentalmente a ampliar la sensorial, motora, y el hombre capacidad de adaptación de los sistemas basados en computadoras en un inusual medio ambiente exigente y está restringida.

*Para los sistemas, se hace hincapié en el desarrollo de arquitecturas, bloques de construcción y técnicas de análisis que facilitar el rápido desarrollo y la validación de versátil equipo integrado de la cirugía (CEI) y los sistemas de procesos con el rendimiento previsible.



jueves, 28 de mayo de 2009

vehiculo rotico


¿Que es un vehiculo rotico?


Son Robots con grandes capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores.


La clave de la tecnologia para el movimiento



  • Arquitectura de un vehículo robótico



  • Percepción



  • Planificación y control

El Robotic Vehículos Grupo realiza investigación, desarrollo, y pruebas de robots móviles en el apoyo de misiones de exploración planetarias y aplicaciones terrestres para NASA y otras agencias de Gobierno. Los vehículos operacionales actuales van del peso del microrovers de 5 kilogramos que se diseñan para exploración planetaria, a 3,000 kilogramos camiones militares, capacidad de navegación autónoma. Otros vehículos incluyen robots teleoperados para la investigación de materiales peligrosos, derramamientos. Las actividades actuales incluyen el desarrollo de conducta autónoma, control de la conducta de microrover para ciencia y adquisición de la muestra de la superficie de la Luna y Marte. El grupo realiza investigación en:


La estimación de la geometría del terreno.
La estimación de la posición del vehículo local y global.
El mando del vehículo y estimación de estabilidad.
La estimación de propiedades de la superficie.

Una área de investigación en surgimiento involucra coordinación movilidad y manipulación, combinándolos entonces con el mando de fuerza activo con el preciso conocimiento de ambos en el terreno o el movimiento de la base en que el brazo del robot está montado.

Las actividades van de la investigación básica en la visión estereofónica a extensos programas de integración de vehículo que incluyen los sensores, los actuadores, la fuente de alimentación, y los sistemas de comunicación.

Estaciones de mando poderosas que incluyen despliegues estereográficos para el operador se han desarrollado, obteniéndose el control eficaz del vehículo.

La evaluación detallada y prueba de la actuación del vehículo en los terrenos pertinentes son elementos importantes de cada uno de los programas.

La Colección de Instrumentos de ciencia.

El chasis se diseña alrededor de dos ciencias de instrumentación, la cámara del sistema para recoger imágenes y un espectrómetro reflectante de punto infrarrojo cercano, para proporcionar la información mineralógica. La cámara esta basada en tecnología CMOS, con sensores de píxeles activos. La cámara con filtro circular dará las imágenes en varias bandas espectrales en el exterior visible a aproximadamente una micra. El rango de longitud de onda del espectrómetro es de 1-2.5 micras, la adquisición de datos del mineral hogo habilita en una amplia variedad de posibles minerales contenidos de materia de la superficie planetaria.
La imagen de bajo muestra el modelo del sistema del instrumento, el interior óptico esta montado dentro del chasis. Incluye un constante mecanismo de enfoque y un circulo de filtro para la cámara, y un enrejando hológrafo para el espectrómetro (la electrónica de apoyo no es mostrada).

En este sistema de instrumento, un solo motor con regeneración óptica de encoder habilita movimiento controlado de enfoque de la cámara en tubo, la rueda del filtro, y el espectrómetro enrejando.


bibliografia:

http://proton.ucting.udg.mx/materias/robotica/r166/r137/r137.htm

Fundamentos de robotica - Barrientos, Peñin, Balaguer y Aracil

jueves, 2 de abril de 2009

SENTIDOS

Los robots podrán sentir

Según MIT Technology Review un equipo de investigación de la Universidad de Tokyo ha desarrollado sobre un plástico flexible una serie de transistores que son sensibles a la presión. Gracias a su flexibilidad, el plástico se podría envolver en un dedo de robot, formando un tipo de piel. Este nuevo avance tecnológico de la robótica podría revolucionar el sector de robots, ya que hasta los robots más avanzados carecen de un sentido del tacto. Si fuesen capaces de "sentir", podrían desarrollar de forma mucho más eficaz tareas tales como la reparación de otras máquinas, la preparación de comida o el cuidado de las personas en hospitales o residencias para ancianos. Según el director del equipo de investigación, Takao Someya, el nuevo material podría estar disponible para aplicaciones prácticas a partir del año 2008.

APLICACIONES


Aplicaciones



•Manufactura y manejo de materiales
•Ambientes hostiles
•Exploración espacial e interplanetaria
•Robots de servicio
•Telepresenciay realidad virtual
•Mililtaresy operaciones de rescate
•Ambientes submarinos
•Estudios fisiológicos y cognitivos
•Entretenimiento y juegos





De robots industriales a ...

•Tarea repetitiva
•Ambiente conocido y controlado
•No hay interacción con personas
•Poca flexibilidad
•Poca movilidad







Robots de servicio

•Ayudan a las personas en diversas tareas:




–Guíamuseos, tiendas, oficinas, ..


–Ayudantehospitales, para personas discapacitadas o de la tercera edad, …


–Rescate en terremotos, …
–Exploración de ambientes peligrosos, otros planetas …




Robótica Móvil de Servicio: problemas fundamentales

•Obtener información del mundo: Percepción
•Saber donde estoy: Localización
•Construir un modelo del ambiente: Mapeo(SLAM) y Exploración
•Decidir como alcanzar el objetivo: Planeación







Incertidumbre en Robótica

•Sensores: limitados y con ruido
•Actuadores: imprecisos
•Modelo: impreciso e incompleto
•Algoritmos: aproximados




Áreas del conocimiento

•Ingeniería mecánica
•Ingeniería eléctrica / electrónica
•Control
•Computación
•Inteligencia artificial
•Matemáticas
•Psicología, zoología, neurociencias
•Seguir un plan para alcanzar el objetivo: Navegación, Control
•Tomar y llevar objetos: Manipulación
•Interactuar con personas: InteracciónH-R
•Colaborar con otro srobots y otrasmáquinas: Robótica distribuida, colaboración

jueves, 26 de marzo de 2009

PARTES DE UN ROBOT

PARTES DE UN ROBOT


Sensores
Comunicación
Actuadores
“Inteligencia”
ControlPotencia


Actuadores

•Dispositivos que permiten al robot modificarel medio ambiente


•Dos tipos principales:

–Locomoción: cambiar la posición del robot respecto al medio ambiente
–Manipulación: mover otros objetos en el medio ambiente


Sensores


Dispositivos que permiten al robot percibir el medio ambiente y su estado interno


Principales tipos:

–"Propriception" –posición y movimiento:

•Codificadores en uniones de manipuladores
•Odometríaen robots móviles
–Fuerza (bumpers)
–Táctiles
–Ultrasonido (sonares)


Sensores

–Cámaras
–Fotorreceptores
–Apuntadores láser
–Telémetros láser
–Sensores de energía
–Brújulas



Inteligencia


Programas que permiten que el robot realice sus tarea.


•Dependiendo del tipo de robot y de la complejidad y variedad de las tareas a realizar, se tienen diferentes tipos de programas.

•Algunas tareas de un robot móvil:

–Integrar/interprertarla información de sus sensores
–Navegación (evitar obstáculos, ir a cierto lugar -meta)
–Planeación (decidir la serie de pasos para cumplir una o más metas)
–Construir modelos del ambiente (mapas)
–Localizarse en el mundo (en el mapa)
–Reconocer lugares y/o objetos
–Manipular objetos
–Comunicarse con otros agentes: computadoras, otros robots, personas



Ejemplos de integración sensorial, construcción de mapas y navegación




•Ejemplo de robot construyendo un mapa





Ejemplode localizaciónde Markov (Fox 98)


Comunicación

•En diversas aplicaciones es necesario que el robot se comunique con otros agentes

•Tipos de comunicación:


–Telecontrol: programación y control a distancia
–Cooperación: comunicación con robots u otras máquinas para realizar tareas conjuntas
–Interacción humano-robot: comunicación con personas para recibir comandos o dar información



Ejemplo de telecontrol via Internet





Interacciónporvozy PDA









Interacción mediante ademanes


•Comandos gestuales


viernes, 6 de marzo de 2009

EL COCHE MAS RAPIDO DEL MUNDO

El coche más rápido del mundo



Un coche más rápido que una balaIngenieros británicos han desvelado sus planes para el primer coche del mundo capaz de desarrollar velocidades de 1.609km/h. Bloodhound SSC, llamado así en recuerdo de los misiles británicos de defensa aérea supersónicos de la guerra fría, intentará superar el actual récord del mundo en más de 400km/h.El coche de 12 millones de libras (unos 15 millones de euros) ha sido presentado por Lord Drayson, el Ministro de Ciencia.



Los ingenieros del equipo han estado trabajando en secreto en el proyecto desde un hangar de aviones de Bristol durante los últimos 18 meses. Los cálculos sugieren que el coche podría llegar a alcanzar los 1.689km/h, suficiente para dejar atrás una bala de un revólver Magnum 357.Drayson, entusiasta de las carreras de coches, propuso el desarrollo de este coche como proyecto para inspirar a las nuevas generaciones de científicos e ingenieros, que están desesperadamente faltos de apoyo en el Reino Unido.



El equipo del Bloodhound planea finalizar la construcción del coche en un año e intentará batir el récord en tres años.El proyecto ha reunido al matemático y piloto de cazas Andy Green, que ostenta el récord actual de velocidad en tierra de 1.227km/h, obtenido con Thrust SSC en 1997; y Richard Noble, que dirigió ese intento.



El coche será el primero en combinar un motor de aviones de un Eurofighter Typhoon con un cohete de aceleración suplementario. Entre los dos producirán 20.000kg de fuerza. "Es una oportunidad de hacer algo extraordinario en términos de ingeniería y de formar parte del mejor intento del mundo de batir el récord de velocidad en tierra", señaló Green. Otros proyectos rivales para construir el coche más rápido del mundoNorth American Eagle: el caza de los años 60 de Ed Shadle sin las alas y algunas ruedas incorporadas.



El objetivo del proyecto es alcanzar 1.287km/h.Spirit of America: el coche de Steve Fossett estaba casi terminado cuando desapareció el año pasado. El vehículo de los 1.287km/h podría estar listo para intentar batir el récord si aparece un nuevo comprador.Aussie Invader 5R: al auto de propulsión por cohete de Rosco McGlashan todavía le quedan dos años antes de intenta alcanzar los 1.609km/h.



Fuente: The Guardian

video de robotec

VIDEO DE ROBOTEC

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