Diseño y evaluación mediante simulación de una articulación inteligente de alto desempeño para robots humanoides

Abstract

El porcentaje de personas adultas mayores en el planeta ha aumentado considerablemente en la última década (de acuerdo a un estudio de las Naciones Unidades llamado “World Population Ageing 2020 Highlights”. En 2020 se estimaba una población adulta mayor de 727 millones alrededor del mundo. Se espera que para 2050 se pase de un 9.3% a un 16% de persona adultas mayores en la sociedad, para mediados de siglo una de cada 6 personas en el mundo tendría más de 65 años, esto se traduce en menos personas disponibles para atender a las personas adultas mayores y para sustentar la sociedad mundial. La respuesta que la ciencia, y más específicamente, desde el punto de vista ingenieril, ha sido integrar asistentes artificiales a nuestra sociedad para liberar a las personas de tareas tediosas, peligrosas o repetitivas. Se plantea atacar estos problemas demostrando una articulación más fuerte, que sea posible colocar en un manipulador (liviana y compacta) y al mismo tiempo que permita la implementación de control por impedancia (con el diseño de una celda de carga). Uno de los problemas más importantes para lograr esto es lograr “inyectar” más energía a la articulación controlando la temperatura de la misma y manteniendo el tamaño lo más compacto posible. En esta tesis se propone un diseño que logra ser compacto, liviano, que incorpora una celda de carga, y que al mismo tiempo logra mantener la temperatura del motor en un punto aceptable para un uso de larga vida. Para lograr esto se combinan ideas sobre el uso de una camisa térmica para refrigerar automóviles eléctricos (Popescu y colds., 2015), el enfriamiento con líquido para máquinas industriales (Davin y cols., 2015) y el uso de una camisa térmica para robots humanoides (Ito y colds., 2014), además se realizan estudios con simulación y pruebas reales sobre un prototipo semifuncional.