Resumen

En el pasado se creía que los desastres naturales no solo causaban muertes, sino que además, producían problemas sociales masivos y brotes de epidemias y hambrunas, dejando a los sobrevivientes totalmente dependientes del auxilio exterior. El término “desastre” suele aplicarse al fenómeno natural (por ejemplo, un huracán, o un terremoto) combinado con sus efectos nocivos (por ejemplo, la pérdida de vidas o la destrucción de edificios). Los sobrevivientes de los terremotos suelen comenzar las actividades de búsqueda y rescate a los pocos minutos del impacto, y a las pocas horas ya suelen  haberse organizado en grupos para transportar a los heridos a los puestos médicos. Durante los períodos de alarma o después de ocurrir un desastre natural, la gente se rehúsa a la evacuación, incluso aunque sea probable que sus hogares puedan resultar destruidos o, ya lo estén. El tiempo de evacuación es el factor más importante de una emergencia.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En la actualidad los robots solo se usan para monitorear áreas con desastres naturales, sin poder intervenir directamente en el rescate o actividades de control sobre instalaciones dañadas.

Y de esta manera no poner en riesgo la vida de los rescatistas y de la propia víctima.

Antecedentes

Karel Capek, un escritor checo, acuño en 1921 el término Robot en su obra dramática “Rossum’s Universal Robots / R.U.R.”, a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots.  La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con mucha teoría. Sin embargo, al intentar reproducir algunas tareas que para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o tomar un objeto sin romperlo, no se ha obtenido resultados satisfactorios, especialmente en el campo de la robótica autónoma. Sin embargo se espera que el continuo aumento de la potencia de las computadoras y las investigaciones en inteligencia artificial, visión artificial, la robótica autónoma y otras ciencias nos permitan acercarnos un poco más cada vez a los milagros soñados por los primeros ingenieros y también a los peligros que nos adelanta la ciencia ficción.

Los expertos aseguran que la robótica entrará en la era moderna con el mismo empuje con que lo hizo la máquina de vapor en la época previa a la industria. Hoy, gracias a su integración con la inteligencia artificial y la gran cantidad de datos ha conseguido que la relación del ser humano con las máquinas varíe en una evolución que ya es imparable.

La historia de la Mecatrónica en México inicia a principios de los 90, cuando varias Instituciones de educación superior ofrecen algunas asignaturas de mecatrónica. En lo que respecta a las empresas es difícil saber con precisión la fecha en la cual se inició la incorporación de procesos o productos mecatrónicos, sin embargo se sabe que el sector automotriz fue pionero y en la actualidad se mantiene en la cabeza, se espera que el sector aeronáutico siga tomando fuerza y con ello sea otro pilar en el desarrollo de la mecatrónica a nivel industrial.

México muestra un desarrollo incipiente en mecatrónica, pues sus avances más significativos se centran en prototipos de robots y brazos que se realizan en diversas instituciones de educación superior, el desarrollo tecnológico en el país se centra en el diseño de máquinas, herramientas, procesos y sistemas, así como labores de mantenimiento y soporte.

En la parte de mecatrónica se han construido brazos para diferentes aplicaciones en diversas instituciones, además de robots móviles aunque en algunos de ellos se trabaja sólo la programación del control del robot.

La mecatrónica es un campo que no sólo está presente en los procesos industriales, sino que forma parte de la vida cotidiana de la población.

Un robot de rescate es el que ha sido diseñado con el propósito de ayudar a los trabajadores de rescate. Las situaciones más comunes que emplean los robots de rescate son:

• Los accidentes de la minería.
• Los desastres urbanos.
• Los desastres naturales.
• En caso de explosiones.
• Trabajos de exploración en terrenos de difícil acceso.

Los beneficios de robots de rescate para estas operaciones incluyen:

• La reducción de las necesidades de personal.
• Reducción de la fatiga de los trabajadores.
• Acceso a áreas de otra manera inalcanzables.
• Reducción de riesgos de los rescatistas.

Algunos otros ejemplos de productos mecatrónicos son las secadoras inteligentes, los juguetes y las máquinas de juego, los robots, las máquinas de control numérico, los

cajeros electrónicos, las sillas de ruedas que reconocen comandos de voz, los marcapasos, las prótesis, los órganos artificiales, los automóviles equipados con sistemas de encendido electrónico, suspensión activa, control de ruido y emisión de gases, entre otros.

Objetivo

Construir un prototipo robótico capaz de ayudar en labores de rescate.

Justificación

A mí me interesa este tema porque creo que sería una gran ayuda a los cuerpos de rescate y a la sociedad misma y por lo tanto no se arriesgarían más vidas.

Hipótesis

Si construyo un prototipo robótico capaz de rescatar a humanos en situaciones de emergencia entonces comprobaré que pueden ser de gran ayuda con las labores y no arriesgando a más cuerpos de rescate.

Método (materiales y procedimiento)

• Cajón de madera para superficie de rodamiento.
• Set base de robot Lego EV3.
• Cámara inalámbrica Wi-Fi.
• Ipad Air.
• Laptop

Se construye el cajón de madera que servirá como superficie de rodamiento y pruebas para el prototipo robótico.

Se diseña el prototipo usando el set base del robot EV3. Este diseño se realiza tomando en cuenta los diferentes escenarios que tendrá que enfrentar el robot durante sus rutinas. Es importante mencionar que el robot llevará instalado en su parte superior la cámara inalámbrica, por lo que el diseño no será voluminoso al momento de su construcción.

Una vez terminado la construcción del robot se procede a descargar la aplicación de Lego Controller en el IPad Air, la cual nos ayudara a controlar el robot.

Se enlaza la cámara inalámbrica Wi-Fi con la laptop a manera que está sirva como monitor en tiempo real.

Cabe mencionar que este prototipo robótico no requiere programación ya que está fue sustituida por el uso de la aplicación instalada en el Ipad Air.

Una vez enlazada la cámara a la laptop y el robot vinculado al Ipad, se procede a controlar el prototipo dentro del cajón con los diferentes escenarios de desastre natural.

Galería Método

Resultados

Al realizar mi proyecto pude observar que la ayuda de la tecnología puede salvar muchas vidas, no solo la de las víctimas, sino también la de las personas que trabajan durante las emergencias.

El uso de robots para realizar las tareas de búsqueda y rescate ayudaran a acortar los tiempos que en caso de emergencias es vital para las víctimas y aunque actualmente por lo menos en nuestro páis, el desarrollo de la mecatrónica no es muy amplio, estos proyectos y su difusión es muy importante ya que siembra las bases de futuros ingenieros especialistas en la materia.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Con este proyecto me divertí y aprendí que los robots que construimos en la escuela tienen muchas aplicaciones y que pueden ayudar a la humanidad de muchas maneras, salvando vidas tanto de víctimas de desastres naturales como de los rescatistas.

Bibliografía

http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/Estudios/Diagnostico_Prospectiva_Mecatronica_Mexicohttp://www.cem.itesm.mx/cms/roborescate/index.php/8-proyecto?videoid=F10-aTynu-shttp://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/robot-para-rescatar-victimas-en-desastres-naturales.htmlhttp://m.milenio.com/tendencias/Desarrolla-UNAM-robot-desastres-naturales_0_163183796.htmlhttp://www.ingenieria.unam.mx/crofi/?p=1297

Summary

In the past, it was believed that natural disasters not only caused deaths, but also produced massive social problems and outbreaks of epidemics and famines, leaving survivors totally dependent on outside help. The term “disaster” usually applies to natural phenomena (for example, a hurricane, or an earthquake) combined with its harmful effects (for example, loss of life or destruction of buildings). Earthquake survivors often begin search and rescue within a few minutes of impact, and within a few hours they have often been organized into groups to transport the injured to medical posts. During periods of alarm or after a natural disaster, people refuse to evacuate, even though it is likely that their homes may be destroyed or, if they are. Evacuation time is the most important factor in an emergency.

Research Question

Problem approach

Currently robots are only used to monitor areas with natural disasters, without being able to intervene directly in the rescue or control activities on damaged facilities.

Background

Karel Capek, a Czech writer, coined in 1921 the term Robot in his play “Rossum’s Universal Robots / R.U.R.”, from the Czech word Robbota, which means servitude or forced labor. The term robotics is coined by Isaac Asimov, defining the science that studies robots. Robotics has reached a fairly high level of maturity in recent times, and has a lot of theory. However, when trying to reproduce some tasks that are very simple for humans, such as walking, running or taking an object without breaking it, satisfactory results have not been obtained, especially in the field of autonomous robotics. However, it is expected that the continuous increase in the power of computers and research in artificial intelligence, artificial vision, autonomous robotics and other sciences will allow us to get a little closer to the miracles dreamed by the first engineers and also to the Dangers ahead of science fiction.

Experts say robotics will enter the modern era with the same thrust as the steam engine did in the pre-industry era. Today, thanks to its integration with artificial intelligence and the large amount of data, the relationship between humans and machines varies in an evolution that is already unstoppable.
The history of Mechatronics in Mexico begins in the early 90’s, when several institutions of higher education offer some mechatronics subjects. As far as companies are concerned, it is difficult to know precisely the date on which the incorporation of mechatronics products or processes began. However, it is known that the automotive sector was a pioneer and is currently being held in the head. The aeronautical sector continues to take force and with it is another pillar in the development of mechatronics at industrial level. Mexico shows an incipient development in mechatronics, since its most significant advances are focused on prototypes of robots and arms that are realized in diverse institutions of higher education, the technological development in the country focuses on the design of machines, tools, processes and systems , As well as maintenance and support. In the mechatronics part, arms have been built for different applications in various institutions, as well as mobile robots, although in some of them only the programming of robot control is worked.Mechatronics is a field that is not only present in industrial processes, but is part of the daily life of the population.
A rescue robot is one that has been designed for the purpose of helping rescue workers. The most common situations used by rescue robots are: • Mining accidents. • Urban disasters. • Natural disasters. • In case of explosions. • Exploration work on difficult access land. The benefits of rescue robots for these operations include:• Reducing staffing requirements.• Reduction of worker fatigue.• Access to otherwise unreachable areas.• Reducing risks of rescuers. Some other examples of mechatronics products are smart dryers, toys and gaming machines, robots, numerical control machines,Electronic teller machines, wheelchairs that recognize voice commands, pacemakers, prosthetics, artificial organs, cars equipped with electronic ignition systems, active suspension, noise control and emission of gases, among others.

Objective

Build a robotic prototype capable of helping in rescue work.

Justification

I am interested in this subject because I think it would be a great help to the rescue bodies and society itself and therefore would not risk more lives.

Hypothesis

If I build a robotic prototype capable of rescuing humans in emergency situations then I will check that they can be of great help with the tasks and not risking more rescue bodies.

Method (materials and procedure)

• Wooden drawer for tread.
• Lego EV3 robot base set.
• Wi-Fi wireless camera.
• Ipad Air.
• Laptop.

The wooden crate that will serve as a bearing surface and tests for the robotic prototype is constructed.

The prototype is designed using the base set of the robot EV3. This design is made taking into account the different scenarios that the robot will have to face during their routines. It is important to mention that the robot will have installed in its upper part the wireless camera, reason why the design will not be bulky at the moment of its construction.

Once the construction of the robot is completed, the Lego Controller application is downloaded to the IPad Air, which will help us control the robot.

It links the Wi-Fi wireless camera to the laptop so it is served as a real-time monitor.

It is worth mentioning that this robotic prototype does not require programming since it was replaced by the use of the application installed in the Ipad Air.

Once the camera is connected to the laptop and the robot linked to the Ipad, we proceed to control the prototype inside the drawer with the different scenarios of natural disaster.

Method Gallery

Results

In doing my project, I could see that the help of technology can save many lives, not only the victims but also the people who work during emergencies.

The use of robots to perform the search and rescue tasks will help shorten the times that in emergencies is vital for the victims and although currently at least in our country, the development of mechatronics is not very wide, these projects and Its diffusion is very important since it sows the bases of future engineers specialists in the matter.

Results Gallery

Discussion

Conclusions

With this project I had fun and learned that the robots we build at school have many applications and can help humanity in many ways, saving lives of both natural disaster victims and rescuers.

Bibliography

http://www.economia.gob.mx/files/comunidad_negocios/industria_comercio/Estudios/Diagnostico_Prospectiva_Mecatronica_Mexicohttp://www.cem.itesm.mx/cms/roborescate/index.php/8-proyecto?videoid=F10-aTynu-shttp://www.unperiodico.unal.edu.co/dper/article/robot-para-rescatar-victimas-en-desastres-naturales.htmlhttp://m.milenio.com/tendencias/Desarrolla-UNAM-robot-desastres-naturales_0_163183796.htmlhttp://www.ingenieria.unam.mx/crofi/?p=1297