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Jueves, 14 de septiembre de 2006 - 21:26 GMT
Brazos robot, para lo inalcanzable
Jonathan Fildes
BBC

Brazo robot (OC)
Los brazos robot pueden moverse en más de 20 distintas direcciones.
Los ingenieros que trabajaban en la planta nuclear sueca Ringhals 1 en el verano de 2003 descubrieron una pérdida de uno caño crucial en el corazón del reactor.

El caño era parte del mecanismo de varillas para control de seguridad activado durante el cierre del reactor.

Si no se corregía, la falla podría poner en riesgo toda la operación de seguridad de la planta sueca, o incluso obligar a cerrarla por siempre.

La idea era que las cañerías durarían todo el tiempo de vida del reactor, y nunca se pensó que habría que repararlas.

Para tener acceso al lugar de la pérdida, un ingeniero debería abrirse camino entre un entramado de cables conocido como "la jungla". Hacer eso podría infligir un daño irreparable al reactor.

Este tipo de trabajos delicados, en lugares difíciles de alcanzar o que revisten demasiado peligro, cada vez más se confían a los robots. Los ejércitos los usan para desactivar bombas, mientras que las agencias espaciales los usan para explorar planetas remotos.

Pero mucho robots son voluminosos y poco flexibles. Para tener acceso a las partes más difíciles, los ingenieros se ven obligados a recurrir a un diferente tipo de máquinas.

Los brazos robot, tal como se los conoce, son estructuras de manipulación flexibles y livianas. Son parecidos a una columna vertebral, formada por varias vértebras individuales, y se pueden contorsionar de cualquier manera.

Se espera que, un día, sus tentáculos delgados puedan ser usados para controlar operaciones delicadas en los rincones del cerebro humano.

"Estos robots básicamente sirven para meterse en lugares raros", afirma el doctor Rob Buckingham de OC Robotics, una empresa que desarrolla y construye brazos robot.

"La ventaja de estos robots es que son un artefacto que permite entrar en diversos rincones", agrega.

Ágil movimiento

Los brazos robot han sido un área de estudio científicos desde hace 30 años.

Pero pese a los esfuerzos de grandes instituciones como la Nasa, siguen siendo más que nada una curiosidad de laboratorio y a veces un producto industrial muy específico.

Brazo robot en la planta de Ringhals en Suecia (OC)
Un brazo robot en la planta de Ringhals en Suecia.

"Han habido varias compañías que vendieron algunos, pero el mercado para ellos no ha sido nunca lo suficientemente grande", dice Joel Burdick, profesor de robótica en el Instituto de Tecnología de California.

Empresas como Oxford Technologies, en el Reino Unido, han construido brazos robot de avanzada -controlados por realidad virtual- para el Joint European Taurus (JET), un reactor de fusión nuclear experimental en Oxfordshire, en el Reino Unido.

Las industrias nucleares francesas y japonesas también los usan para el mantenimiento del interior de sus reactores de fisión.

Pero los brazos robot nunca se han deslizado al uso común. OC Robotics, basada en la ciudad británica de Bristol, es una empresa que busca cambiar eso.

Uno de los principales desafíos al desarrollar estos brazos es modelarlos y controlar sus movimientos.

Los brazos robot comunes por lo general tienen seis grados de libertad. Esto permite que la punta del brazo, donde generalmente se encuentra una cámara o una herramienta, alcance cualquier lugar al alcance de un brazo normal.

Contorsionándose, el brazo puede moverse en todos los sentidos. Este tipo de movimientos es fácil de programar, y es lo que se necesita para la mayoría de las aplicaciones industriales.

Pero en espacios reducidos, estos robots son limitados. Sus "codos" no pueden hacer los movimientos necesarios para permitir que la punta alcance al lugar deseado sin que todo el brazo se atasque.

Los nuevos modelos, por el contrario, pueden moverse en 30 distintas direcciones a la vez. Sus cuerpos ágiles pueden doblarse y flexionarse para ocupar la forma del espacio que los confina.

"Hay un gran número de formas en las que los brazos pueden moverse", afirma Buckingham, cuyas investigaciones aparecen en la revista Ingenia, de la Academia Real de Ingenieros británica.

"El número de movimientos posibles hace que la matemática sea muy interesante", agrega.

OC Robotics ahora ha desarrollado programas de ordenador que puede manejar a distancia estos brazos serpentinos, y permite a un operador mover la punta del brazo cuando así se necesita.

La tecnología ya está siendo usada para desactivar bombas.

Además, una vez que la herramienta está en posición, el programa permite al cuerpo sacudirse y cambiar su forma tal como sea necesario.

Los brazos robot de OC Robotics tienen a ser hechos de materiales livianos, tal como las aleaciones de aluminio.

Cada uno está formado por diferentes segmentos. Cuantos más segmentos tiene el brazo, más flexible es.

El movimiento es controlado por una serie de cables que corren por el interior del brazo. Tres cables están conectados a cada uno de los segmentos.

Un serie de motores en la base del brazo funcionan como el titiritero. Al controlar con precisión el largo de cada cable, el brazo puede ser movido y contorsionado.

Uso futuro

La empresa ya tiene contratos con los ejércitos de Estados Unidos y del Reino Unido para usar esta tecnología en los robots dedicados a desactivar bombas.

También está trabajando en un artefacto portátil que pueda ser transportado por los soldados o en un automóvil de la policía para permitir la inspección inicial de un paquete o vehículo sospechoso.

Brazo robot portátil (OC).
El brazo robot portátil podría ser transportado por soldados.

El fabricante de aviones Airbus también está considerando el uso de esta tecnología para inspeccionar el interior de las alas de sus futuras aeronaves. También podría usarlos para controlar periódicamente el interior de los motores de los jet, ahorrando tiempo de mantenimiento.

Hay otros interesados en las aplicaciones médicas.

"Todo el campo de la medicina está dirigiéndose a la cirugía invasiva, tratando de reducir al mínimo el posible daño durante una operación", explica el profesor Burdick.

Algunas de estas cirugías son llamadas laparoscopias, con un artefacto similar a dos palillos con herramientas en sus puntas. El cirujano mete estos a través de un pequeño agujero en el cuerpo durante una operación para, por ejemplo, remover la vesícula.

"Uno se puede imaginar que, si uno desea insertar algo más inteligente y maniobrable, podría usar un palillo serpentino", dice Burdick.

Los mecanismos de un brazo robot pueden ser usados en un endoscopio manejable para exámenes internos o para alcanzar puntos profundos del cerebro.

"Hay muchas aplicaciones", afirmó el doctor Buckingham. "De lo que se trata esto es de alcanzar lo inalcanzable".



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