Realizado por:Carlos Uriel Ariza Angarita
Lego Mindstorms es un juego de robótica para todas las edades fabricado por la empresa Lego, el cual posee elementos básicos de las teorías robóticas, como la unión de piezas y la programación de acciones, en forma interactiva. Este robot fue comercializado por primera vez en septiembre de 1998.
Lego Mindstorms puede ser usado para construir un modelo de sistema integrado con partes electromecánicas controladas por computador. Prácticamente todo puede ser representado con las piezas tal como en la vida real, como un elevador o robots industriales.
¿Qué es un robot?
Se pueden encontrar diferentes definiciones, una de ellas puede ser la siguiente: Un robot es un ingenio mecánico controlado electrónicamente capaz de ejecutar acciones diversas siguiendo un programa preestablecido y en su caso que interactúa con su entorno.
Pero quizás lo mejor para aprender sobre lo que es la robótica es “hacer”, es decir, montar y programar robots. Veamos primero cuáles son los elementos comunes que vamos a encontrar en todos los robots.
1.-El sistema sensitivo
Una de las partes básicas de un robot es su sistema sensitivo, sin él no podría percibir su entorno, y en consecuencia, no podría responder ante los diferentes estímulos que se le presentan. Los elementos por medio de los que el robot recibe información de su entorno son los sensores que permiten medir distancias, iluminación del ambiente, niveles de ruido, temperatura…
El sistema básico de LEGO MINDSTORMS dispone de cuatro sensores:
- Sensor de contacto: básicamente es un pulsador como el que utilizamos para hacer sonar el timbre de casa. Tiene dos posiciones: pulsado y suelto. Puede ser utilizado en un robot móvil para detectar cuando choca contra una pared.
- Sensor de luz: Mide el nivel de luminosidad que recibe convirtiendo la lectura en valores comprendidos entre 1 y 100. Ejemplos básicos de su uso pueden ser hacer que un robot se dirija a una zona iluminada, detectar el encendido de la luz en un espacio y hacer sonar una alarma, o para el clásico robot que sigue una línea sobre el suelo.
- Sensor de ultrasonidos: Es capaz de medir la distancia a un objeto que se encuentre a una distancia inferior a 250 cm. Así como con el sensor de contacto hay que chocar para detectar un objeto con el detector de ultrasonidos ya no es necesario. Su uso lo podríamos asimilar al sistema por medio del cual un murciélago detecta los obstáculos en la oscuridad.
- Sensor de sonido: Mide el nivel de ruido en su entorno y asigna un valor a la lectura entre 1 y 100. Puede dársele diferentes usos, entre ellos se encuentra el controlar un robot con palmadas de las manos, tal y como se hace con ciertos sistemas de iluminación doméstica.
2.-El sistema motor
Además de sentir el robot ha de tener la capacidad responder a los estímulos externos, es decir, de hacer. De hecho es posible diseñar un robot sin sensores pero al contrario, no tiene ningún sentido que no sea capaz de hacer nada, aunque no sea mas que generar sonidos.
Para hacer utiliza los motores con los que puede desplazarse, abrir y cerrar una pinza… o lo que se desee.
Los motores del sistema LEGO MINDSTORMS está diseñados de tal manera que además de controlar la potencia y sentido de giro es posible controlar la magnitud de dicho giro: ya sea por tiempo, número de vueltas o grados (con una precisión de 1 grado). Esto facilita en gran manera el control de los movimientos.
En el NXT se pueden conectar simultáneamente hasta tres motores.
3.-El cerebro
Para responder a los estímulos externos hay que tener la capacidad de tomar decisiones y para eso está el “cerebro” o controladora que en el caso del nuevo sistema de LEGO MINDSTORMS se llama NXT.
El NXT dispone de tres salidas (en las que podremos conectar hasta tres motores) y de cuatro entradas (permiten conectar hasta cuatro sensores). Además de ello dispone de otros modos de comunicarse con el entorno: un pequeño altavoz que puede reproducir sonidos con una limitada potencia, pero muy útiles en algunos programas; una pantalla con una resolución de 64x100 pixeles por medio de la cual es posible presentar mensajes de texto o gráficos; y un puerto de comunicaciones bluetooth que le permite conectarse con otros robots (enviar y recibir mensajes), teléfonos móviles o incluso conectarse con un receptor GPS.
El NXT puede conectarse con el ordenador por medio de un cable USB o de modo inalámbrico vía una conexión bluetooth.
4.-El esqueleto
Todo lo anterior necesita un esqueleto adaptado al uso que se le quiera dar que lo sustente. En función del objetivo deseado habrá que montar una estructura en forma de vehículo con ruedas, en forma de bípedo o cuadrúpedo, en forma de organizador de ladrillos LEGO en base a su color…
Sobre todo en el caso de los robots móviles es importante que esta estructura sea resistente, un robot móvil que puede chocar con una pared hay que montarlo de tal manera que no se desmonte durante su uso.
Tanto el set comercial de LEGO MINDSTORMS como el educativo ofrecen un conjunto de piezas suficiente para empezar a montar robots y con el tiempo puede completarse principalmente con la línea LEGO TECHNIC.
5.-Sus comportamientos
Pero ¿qué es un cerebro sin inteligencia? Nada, así que por medio de la programación hay que definir cómo se ha de comportar el robot ante los diversos estímulos externos.
Para ello LEGO MINDSTORMS ofrece un software de programación gráfico conocido como NXT-G. Una serie de bloques ordenados de acuerdo con lo que se desea que haga el robot generan un programa que se transfiere al NXT para que éste, de modo totalmente autónomo sin necesitar el ordenador para nada, lo ejecute.
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