Maestro José de Jesús López Villalobos
Profesor Investigador Instituto Tecnológico de Nuevo León Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Coordinador de Posgrado en Mecatrónica
jjlopez@itn.edu.mx
Licenciada Dora Luz Candanosa Salazar Profesionista de Apoyo ITESM / Universidad Virtual
Servicios al Usuario Coordinadora de RNT
dora@itesm.mx
En los últimos años, el desarrollo tecnológico de nuestro mundo ha ido a la par con la industrialización; no obstante, ciertos sectores del desarrollo tecnológico han destacado aún más, como son los procesos de automatización industrial y el desarrollo de controladores para dichos procesos. A partir de la creación del término Mecatrónica por el japonés Tetsuro Mori en 1969, la manera en que evolucionó el concepto de automatización y la forma en que se aplicó, cambió radicalmente la manera de ver las partes de un todo que es parte del todo mismo cuando se resuelve un problema en la ingeniería, en donde se requiere el desarrollo de un proceso.
Un aspecto interesante que se debe destacar es el hecho de que también se abrió el abanico de campos de aplicación de la mecatrónica, que anteriormente sólo estaba casi predestinado a los grandes procesos industriales. Ejemplos de esto son las unidades de memoria USB, los teléfonos celulares, reproductores de MP3, entre otros productos que van orientados hacia las personas comunes.
Otros productos son los robots, que en sus diferentes versiones apoyan tanto al sector industrial como al sector doméstico, en donde todavía no llegamos al esclavo perfecto. Lo más cercano a este concepto son los que se usan en las competencias robóticas actuales como la Robo Copa.
QUÉ ES LA MECATRÓNICA
Antes de continuar, es importante definir el concepto de Mecatrónica, que es la ciencia de la ingeniería que integra los aportes de la Ingeniería Eléctrica (incluyendo áreas afines como la Electrónica, campos magnéticos, Electromagnetismo), de la Ingeniería Mecánica (Mecánica, Térmica, Hidráulica, Neumática) y de la Ingeniería Computacional (Inteligencia Artificial, Teoría de Control y sus algoritmos), con el fin de desarrollar un sistema en que se intercalen los tres.
Ahora bien, existe un aspecto interesante en este ámbito del diseño de productos mecatrónicos: la diversidad de productores. Normalmente pensaríamos que un diseño mecatrónico provendría de los países altamente desarrollados, pero nos damos cuenta de que este concepto también se globalizó e inclusive podemos ver que diversos países formaron parte de cada una de las etapas del diseño.
Algunos países emergentes están aprovechando esta fuente de generación de conocimiento para empezar a ser participes de esta gama de productos mecatrónicos, como, por ejemplo, Malasia, Brasil, Suecia, India, entre otros.
A últimas fechas, un producto por demás versátil es la robótica para el desarrollo de habilidades creativas ingenieriles en diversas facetas, desde un punto de vista cien por ciento práctico, hasta niveles de conocimiento aplicado en dichos proyectos de frontera, con un fin común: un producto mecatrónico robótico.
ROBOTS HUMANOIDES
Los robots industriales llenan la primera necesidad productiva del mundo, pero una nueva generación de robots humanoides y móviles viene a ayudar en las actividades humanas repetitivas, de modo que el hombre puede dedicarse a otras cosas. Casos específicos los tenemos en las competencias de robots futboleros, en las cuales se validan diversos modelos de agentes que tienen la importante misión de decidir a quién pasarle la pelota.
Aunque para nosotros pueda ser simple, la pregunta es cómo se diseñaría un programa de software que haga lo mismo que uno. Otro problema es el diseño mecánico y electrónico para la construcción física de los robots, lo cual involucra varias técnicas de diseño para lograr que los sensores y los actuadores instalados tengan los resultados más cercanos a la realidad, y para que se puedan procesar con algoritmos de control que van desde los tradicionales en control, clásico y moderno, hasta los algoritmos complejos de la inteligencia artificial, basados en sistemas multi-agente con decisión heurística gaussiana, lógica difusa, redes neurales, algoritmos genéticos y otros modelos de última generación y mezclas entre las diversas opciones.Lo interesante de todo esto es que lo anterior representará, en un futuro muy próximo, un alto impacto en nuestro entorno social, económico y ecológico, más aún pensando que ya cualquier país puede hacer su aporte, basado en la generación de conocimiento que implica el desarrollo de sistemas mecatrónicos.
Ahora bien, nuestro país tiene ya una importante cantidad de ingenieros en el ámbito de la cibernética, mecatrónica y áreas afines; se tienen importantes contribuciones, como lo es la construcción de brazos ortopédicos basados en impulsos eléctricos del cuerpo humano. En este caso, este sistema se aplica para hacer la vida más confortable a la gente con discapacidad; pero (siempre hay un pero), es sólo un proyecto de cinco profesionistas del ramo, considerado como proyecto de desarrollo tecnológico nacional.
VAMOS A LA ZAGA
Todavía se registra un retraso importante en la generación de sistemas y robots. Aunque el futuro en lo general es muy promisorio en nuestro país, hay que hacer sinergias que ayuden a la generación de los productos mecatrónicos y más aún robóticos. Solos no podremos construir un mundo global.
Si vamos a la investigación en este ámbito, existe importante aporte de centros de investigación como el Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE) Puebla; Centro de Tecnología de Semiconductores CTS CINVESTAV Guadalajara; CICESE, Ensenada; Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET) Cuernavaca, y de Universidades como la UNAM, IPN, ITAM, ITESM Estado de México, Instituto Tecnológico de La Laguna, CINVESTAV (Saltillo y Ciudad Victoria), Universidad La Salle, UPAEP, Universidad Veracruzana, entre otras Instituciones.
Hasta el momento se han generado recursos humanos altamente capacitados en estas áreas, que han resuelto problemas en sectores industriales, ya sea con robots o bien mediante sistemas mecatrónicos. Sin embargo, hasta el momento no hay un producto en masa de alguna de estas características con patente nacional.
BRECHA DE DESARROLLO
En el caso, de nuestro estado, Nuevo León, está aún más marcada esta brecha de desarrollo, pues hasta el momento sólo tres instituciones estatales han generado impacto robótico con presencia internacional en foros de alta especialidad: ITESM Campus Monterrey, Instituto Tecnológico de Linares e Instituto Tecnológico de Nuevo León; pero, como resultado, en desarrollo tecnológico estamos igual que el resto del país.
Algunos productos robóticos en competencias son los algoritmos de sistemas multi-agentes para robots futboleros simulados en segunda y tercera dimensión, robots móviles: CECY, Shaggi, CuerBot 1.0 y 2.0, así como robots humanoides para trabajo en equipo.
Es importante el trabajo que en mecánica automotriz llevan a cabo la Universidad de Monterrey y la Universidad del Valle de México, Campus Monterrey; pero falta aún la integración electrónica a sus proyectos, para que se consideren como productos mecatrónicos. Se aclara también que existen proyectos en aplicaciones industriales y otras áreas integradoras mecatrónicas, pero fundamentalmente para las soluciones industriales específicas.
EL FUTURO NOS SONRÍE
Insisto: el futuro es promisorio, y hay la necesidad de generación de desarrollo tecnológico grande para las propias necesidades del país; falta una vinculación más efectiva con las cámaras industriales, y el acceso a fondos es limitado. Por lo tanto, hay que voltear nuestros ojos al mundo alrededor, para dar a los proyectos formas que impacten a nuestro entorno.
Ejemplos de este tipo de trabajos se están empezando a desarrollar por parte de instituciones como el ITAM, donde, bajo la dirigencia del doctor Alfredo Weitzenfeld, se intenta el desarrollo de un proyecto robótico basado en redes de hormigas para aplicaciones de robots móviles industriales para logística industrial, con el apoyo de universidades norteamericanas.
Nuevo León tiene muchas necesidades y tiene la capacidad visionaria para la detección de oportunidades, ¿Acaso nos estaremos durmiendo en nuestros laureles? Estamos apostando a la generación de software y que tal software, integrado a hardware, cree sistemas mecatrónicos y robóticos para el sector automotriz, textil, biomédico y alimentario.
Tenemos escuelas y centros con amplia experiencia en las tres áreas de conocimiento base para la robótica y mecatrónica; los industriales son visionarios, y el CONACYT respalda estos proyectos con financiamiento a través de fondos mixtos y sectoriales ¿Qué nos falta? De aquí dependerá nuestro futuro en saber el Qué, Cómo, Cuándo y Por qué para vincular los sistemas mecatrónicos con nuestro mundo real, y así convertir nuestra idea en una realidad.
EL TRABAJO ES LA CLAVE
Tenemos que ponernos a trabajar en nuestro producto, y, como dijo un emprendedor (a quien CONACYT le otorgó 3.5 millones de pesos en fondos mixtos para su proyecto,
y ganó el Premio de Ciencia y Tecnología 2007): “yo mi proyecto lo hice con pasión, pero pensando en cómo iba a comercializarlo para no fallar”.
Aquí está parte de la respuesta de nuestro futuro; pero, si queremos llegar a esto, debemos pensar en que no todo lo hacemos nosotros. Siempre ha de haber alguien que nos ayude. Entonces, ¿por qué no aplicar el clásico divide y conquista? Al menos en la robótica, los alemanes son claro ejemplo de esto: el Instituto de Tecnología de Bremen, basa sus robots en diversos proveedores locales y de la comunidad europea, a fin de tener robots de alto rendimiento. Otro ejemplo alemán lo constituyen los robots VolksBot, que siguen esa tendencia.
SÓLO NOS FALTA ARRANCAR
Insisto: no nos durmamos en nuestros laureles. Tenemos una ventaja respecto a nuestro entorno: el camino ya lo tenemos; sólo nos falta arrancar.
Diversas áreas del conocimiento se consideran de alto impacto y frontera: Software embebido, desarrollo de sistemas multi-agentes, diseño de sistemas embebidos, procesamiento de imágenes y audio, bioelectrónica, minería de datos, diseño de algoritmos basados en conocimiento, procesamiento paralelo, diseño de mecanismos, modelado y simulación, entre las más importantes.
Igualmente, se tiene que dar énfasis en nuestro país en las incubadoras de proyectos mecatrónicos, y sabemos que existe la experiencia necesaria. Hay que ayudarle al investigador o desarrollador tecnológico a posicionar su idea y “enseñarle” que no tiene que hacer todo solo. Con ayuda es mejor, si el caso lo amerita.
EL CAMINO ES LARGO
Cerrando estos comentarios sobre la visión hacia el futuro de la robótica y la mecatrónica, se ha de mencionar que existe todavía un camino muy largo por recorrer para lograr el esclavo ideal o el proceso perfecto libre de perturbaciones. Las bases de conocimiento que nuestro mundo tiene ya son muy avanzadas, pero aún no son suficientes. En particular, en nuestro país todavía falta una introducción de equipos de investigación nacional e internacional, y la respectiva forma en que esos productos puedan ser comercializados y tengan un alto impacto en nuestra sociedad y en el cuidado de nuestro planeta.
Las líneas de investigación tienen una vigencia corta, por lo que la actualización permanente se hace obligatoria en esta área de la ingeniería. Con lo anterior no queda más que ponernos a trabajar intelectual y físicamente en la búsqueda de productos mecatrónicos que sirvan globalmente.
