Esta diplomatura en robótica cubre los temas principales de este campo, comenzando con lo básico, como sus orígenes. A continuación, se desarrollan la cinemática y el algoritmo de Diffie-Hellman (DH), junto con relaciones diferenciales fundamentales. Aunque sus raíces se remontan a los siglos XIV o XV, la robótica es una ciencia relativamente nueva, una disciplina de ingeniería o tecnología industrial que a menudo se representa de manera errónea en los medios de comunicación populares. Aprenderás que la historia de la robótica moderna se puede rastrear hasta 1495, cuando Leonardo da Vinci diseñó un dispositivo mecánico que parecía un caballero acorazado. Más tarde, el dramaturgo checo Karel Čapek introdujo la palabra “robot” a partir del término checo “robota”, que significa “trabajo tedioso”. Luego, pasarás a estudiar las leyes básicas que regulan la robótica, como la ley cero, que establece que un robot no puede dañar a la humanidad o, mediante la inacción, permitir que la humanidad sufra daño. A continuación, explorarás las tres categorías principales de robots: robots industriales (manipuladores); robots de campo y de servicio (humanoides, robots médicos y robots caminantes); y robots de entretenimiento y educativos.

Luego se desarrollan las articulaciones y los enlaces de un robot en el material del curso. Aprenderás cómo las articulaciones proporcionan movimiento relativo, mientras que los enlaces son miembros rígidos entre articulaciones. Existen varios tipos de articulaciones, como lineales y rotativas, y cada una proporciona un “grado de libertad”. Verás cuántos grados de libertad poseen la mayoría de los robots. La arquitectura del robot es la combinación y disposición de los diferentes tipos de articulaciones que conforman la cadena cinemática del robot. A medida que avances en el curso, se te enseñará que la posición y orientación relativa de los ejes de dos articulaciones sucesivas se pueden especificar mediante dos parámetros de enlace: la longitud del enlace y el ángulo de torsión del enlace. También aprenderás que la orientación en coordenadas de articulación se puede representar mediante la convención YPR (yaw, pitch y roll). En coordenadas rectangulares o cartesianas, esto mismo se representa mediante una matriz de rotación R, donde las tres columnas de R corresponden a los vectores normales, de deslizamiento y de aproximación, respectivamente. Descubrirás que, para manipular objetos, es necesario controlar tanto la posición como la orientación de la herramienta o efector final en un espacio tridimensional.

Finalmente, estudiarás la planificación de rutas de robots. Este problema se formula en un espacio de configuración de herramientas, y el movimiento del robot se controla en el espacio de articulaciones. Descubrirás que uno de los problemas potenciales al resolver la velocidad del espacio de articulaciones es la inexistencia de un inverso, ya que la matriz Jacobiana puede no ser invertible para todos los valores. Aprenderás en qué puntos del espacio de articulaciones la Jacobiana pierde su rango y por qué se produce una reducción en el número de filas y columnas independientes. Como parte del análisis de la matriz Jacobiana, estudiarás las singularidades del espacio de articulaciones y comprenderás que la singularidad interior es potencialmente problemática, ya que se forma cuando dos o más ejes se alinean en una línea recta. Esta diplomatura será de gran interés para profesionales de la industria que utilizan robots en fábricas o que investigan la automatización. El estudiantado de ingeniería mecánica, especialmente quienes se especializan en robótica, también encontrará este curso especialmente interesante.