Diez años de mecatrónica en la USB

Elsa Pilato
El Papel de la Bolívar
Abril 2012

El grupo de Mecatrónica, que destaca porque integra conocimientos de mecánica, electrónica, robótica e informática en cada uno de sus proyectos, ha desarrollado una prótesis inteligente de rodilla, un submarino teleoperado y vehículos aéreos no tripulados, entre otros trabajos. Más de sesenta estudiantes de pre y postgrado se han formado en sus filas

Leyenda: La navegación, teleoperación y sistemas de sensores se han probado con tres helicópteros de diferentes tamaños.

Hace diez años se creó en la Universidad Simón Bolívar el Grupo de Investigación y  Desarrollo en Mecatrónica, adscrito al Decanato de Investigación y Desarrollo, con el objetivo de desarrollar soluciones basadas en la integración de conocimientos de las áreas  de automatización industrial, electrónica, mecánica, computación y robótica.

El profesor Gerardo Fernández explica el momento fundacional del grupo. “Juan Carlos Grieco y yo habíamos hecho un doctorado en robótica, en 2002 ingresamos a la USB como profesores a dedicación exclusiva y necesitábamos crear un grupo de investigación nuevo, en un área pertinente para el país.

Encontramos un nicho en la mecatrónica, de la que se hablaba en ese momento en Inglaterra y Estados Unidos, que nos daba mayor amplitud que la sola robótica, puesto que implica la integración de conocimientos de diversos campos, tales como mecánica, electrónica, informática, control de procesos, robótica, alrededor del diseño de sistemas y productos”.

En la actualidad, el grupo de Mecatrónica está conformado por más de treinta personas, entre profesores, estudiantes de maestría y doctorado, y estudiantes de pregrado, que están realizando trabajo de grado. “El grupo es muy amplio y abierto a recibir a profesores y estudiantes de diferentes carreras y niveles de estudio”, indica Fernández, adscrito al Departamento de Electrónica y Circuitos y presidente de la Fundación de Investigación y Desarrollo, Funindes USB, y el Parque Tecnológico Sartenejas.

El grupo ha incursionado en el desarrollo de vehículos autónomos (helicópteros y submarinos), robots, prótesis biomecatrónica de rodilla y sistema inteligente de control y monitoreo del tráfico.

Proyecto Beagle

Los Vehículos Aéreos no Tripulados (UAV por sus siglas en inglés) son cada vez más usados para tareas de supervisión de líneas eléctricas de transmisión, vigilancia de fronteras o monitoreo de incendios forestales, entre otras. En el grupo de Mecatrónica, la profesora Claudia Pérez D’Arpino lidera el Proyecto Beagle que consiste en el diseño de sistemas de navegación, teleoperación y sensoriales para helicópteros no tripulados.

Para poder llevar a cabo esta tarea, el grupo necesitó construir una unidad de navegación inercial o giróscopo, indispensable para hacer las mediciones de desplazamiento y aceleración del vehículo. “No contábamos con el dinero para comprar la unidad, así que la desarrollamos con los recursos que teníamos a mano. Nos salió a un costo muy por debajo del precio del mercado. La estamos utilizando, incluso pensamos que podría servir a otras universidades”.

Pérez D’Arpino destaca que han trabajado con tres helicópteros de diferentes tamaños y también con quadrotores (aeronave compuesta por cuatro motores y cuya estructura es más estable que la de un helicóptero). “Así, desarrollaremos una teoría suficientemente amplia”. Tres trabajos de grado de pregrado y uno de maestría se han derivado hasta ahora del proyecto.
Submarino teleoperado

Uno de los proyectos que ha ido evolucionando desde los comienzos del grupo, ha sido el submarino Poseibot, cuya primera idea nació de un estudiante de los años iniciales de Ingeniería Electrónica, Carlos Ruella, quien, más avanzado en su carrera, desarrolló junto con la estudiante de maestría María Eugenia Cabrera, el primer prototipo.

El profesor José Cappelletto rememora los comienzos de Poseibot, los años 2003-2004, y destaca que entonces fue el primer prototipo submarino teleoperado de Venezuela y el primero desarrollado en América Latina con fines no militares. Al mismo tiempo, hace énfasis en uno de los aprendizajes más importantes derivados del diseño del primer Poseibot: los ingenieros mecánicos deben estar involucrados en el diseño desde el arranque del trabajo.

El grupo de Mecatrónica está trabajando en el segundo prototipo, ya con participación de mecánicos para realizar el diseño hidrodinámico, que ya ha sido probado en la fosa de cinco metros de profundidad del complejo deportivo de la USB, donde se pudieron comprobar las emisiones de las señales de video desde el fondo y los controles de posición y navegación.

Cappelletto explica que el desarrollo de un submarino adaptado a las condiciones propias de la cuenca del Caribe, haría más eficiente su desempeño en áreas como la exploración petrolera; otras de las aplicaciones del submarino teleoperado son el salvamento y rescate, e inspección de los sistemas de esclusas y hélices de represas.

Poseibot, que recientemente ha generado una tesis de maestría y dos pasantías cortas, ha suscitado el interés de otras instituciones nacionales e internacionales que desean desarrollar una tecnología similar, apunta Cappelletto.

Prótesis inteligente

El desarrollo de una prótesis para amputados transfemorales es otro de los grandes proyectos del grupo de Mecatrónica. “El Grupo de Biomecánica ya estaba trabajando con el diseño de prótesis en la USB, por eso buscamos nuestro nicho: un proyecto mecatrónico, es decir una prótesis inteligente”, explica Fernández.

En colaboración con un protesista profesional del Hospital Ortopédico Infantil, el grupo desarrolló una prótesis con instrumentación capaz de proporcionar información sobre el ciclo de marcha, aceleraciones, ángulos de la rodilla, entre otros datos fundamentales para ajustar la funcionalidad y confort de la prótesis.

Se necesitaría financiamiento a largo plazo y los permisos de salud correspondientes, para hacer más pruebas y que eventualmente el proyecto pueda tener un impacto social importante.

Fotos: Alfredo Terán