Mecatrónica

PJ-M-123-AG Roboclean Ecological

Ciudades y comunidades sostenibles

Asesor: MARISA CALLE MONROY

Pandilla Juvenil (1ro. 2do. y 3ro. de nivel Secundaria)

Gael Emiliano López Romero[2° Chichen-Itzá], Alexander Díaz Rosales[2° Chichen-Itzá], Said Alexander Cano Vaca[2° Chichen-Itzá]

Resumen

El robot es casero y fácil de construir para que pueda limpiar basura en algunas calles de nuestra
ciudad o de algunos pequeños espacios. Es de 26cm de largo y 18 cm de alto, posee 2 baterías, 2
motorreductores para moverse y 3 ruedas, hemos tomamos la iniciativa de construirlo debido a que
en las calles se encuentran algo más que parques, árboles y vecinos, ya que encontramos basura
apilada, arrinconada y extendida por nuestras comunidades. Mediante el uso de la tecnología
actual, usamos conceptos base como nuestro objetivo y meta a solucionar, aparte de que nos
permitirá ayudar a más personas que tienen conflictos debido a la basura local en ciertos espacios.
Los desechos de basura no solo afectan a los humanos, ya que también afecta el planeta Tierra y
a los animales, estos pueden consumir desechos de plástico u otros materiales lo que provoca que
se mueran y se puedan extinguir, y sin eso, sería muy difícil para el ser humano nutrirse y poder
desarrollarse adecuadamente. Uno de los factores más relevantes para que estos actos se
produzcan es una falta de cultura medioambiental, desinterés en las personas y desconexión
afectiva con nuestra comunidad, pensamientos de despreocupación entre otros motivos. El
desenlace de nuestro proyecto fue que el robot es incapaz de girar por su cuenta, tiene una
velocidad rápida, lo que permite limpiar una pequeña zona en poco tiempo, sin embargo, no es
muy resistente, ni muy eficiente, ya que no se puede detener de manera remota.

Pregunta de Investigación

¿Cómo construir y programar un robot que pueda limpiar la basura de las calles?

Planteamiento del Problema

Podemos observar que en los barrios se encuentran algo más que parques, bancos, coches, árboles y a nuestros vecinos, pues encontramos basura apilada, arrinconada, extendida por nuestras calles, bolsas, latas, botellas, colillas, excrementos de perro, cartones.

La acumulación de basura en las calles puede tener un impacto muy grande en el ecosistema. Además del problema estético, es importante tomar consciencia del daño que hace la basura al medio ambiente y a las personas. 

La basura se considera uno de los problemas ambientales más grandes de nuestra sociedad. La población y el consumo per cápita crece, y por ende la basura; pero el espacio no y además su tratamiento no es el adecuado del todo

La contaminación de los espacios trae consigo la propagación de enfermedades gastrointestinales, dificultades respiratorias e infecciones a las personas que están constantemente expuestas a estas condiciones, inundaciones, incendios, entre más terribles consecuencias.

Según confirman los estudios, una persona de un país desarrollado como España produce aproximadamente 1kilo de basura al día, basura que si no se recicla se debe almacenar y tardará muchos años en desaparecer, dependiendo de su composición. 

Uno de los factores más relevantes para que estos actos se produzcan es una falta de cultura medioambiental, desinterés y desconexión afectiva con nuestro barrio, comodidad a la hora de desprenderse de los residuos.

Urge cambiar la mentalidad de los ciudadanos (no de todos afortunadamente) para que se mentalicen y entiendan la necesidad ambiental y sanitaria de tener un entorno en buenas condiciones.

Antecedentes

¿Qué es roboclean?

Esta máquina automatizada (Roboclean) consiste de una carcasa de metal con dos rodillos giratorios que van recolectando la basura de los suelos por donde la máquina pase, aparte de un sistemas de detección automático de desechos por medio de un escáner, aparte se podrá controlar por medio de un control remoto.

Los robots de limpieza se han tenido en la mente de las personas por mucho tiempo y se a tratado de adaptar a las necesidades de las personas, pero con roboclean es una historia completamente diferente, pues será compacto y si así lo desea puede usar el compartimento extra que es un tanque sellado de metal el cual puede contener hasta 500 kilos de basura compactada en pequeños cuadrados, lo que facilita el desecho de estos.

Este robot (roboclean), está pensado para ser compacto y fácil de transportar, esta máquina no consumirá mucha energía por lo que se asegura un tiempo de recogida de desechos continuo por más de 12 hrs antes de tener que recargarlo de nuevo, por lo que puedes dejarlo en la noche y hasta la mañana siguiente seguirá funcionando. 

Aunque las aspiradoras son los robots de limpieza doméstica más comunes, hay otros dispositivos automatizados que utilizan sensores, tecnología de inteligencia artificial y robótica para

realizar tareas que incluyen fregar pisos, ventanas, cortar el césped, limpiar la ropa a seco e incluso patrullar la casa

 

Historia de los robots de limpieza:

 

En 1996, Electrolux introdujo el primer “aspirador robótico”. Las primeras aspiradoras robóticas funcionaron bien, pero tuvieron problemas frecuentes al chocar con objetos y detenerse cerca de las paredes y otros objetos, así como dejar pequeñas áreas sin limpiar. Como resultado, el producto original falló en el mercado y se suspendió

 

En 2002, iRobot, una compañía de tecnología adelantada americana, lanzó el Roomba.2​ El Roomba pudo cambiar de dirección cuando se encontró con un obstáculo, detectó puntos sucios en el piso y detectó caídas pronunciadas para evitar que se cayera por las escaleras. Se hizo popular muy rápido, lo que hizo que otras empresas reconsideraron la idea de una aspiradora robótica.

Una ventaja de usar una aspiradora robótica es que es silencioso en comparación con las aspiradoras normales. Además, se consideran más convenientes de usar debido al hecho de que puede aspirar por sí solo. Las aspiradoras robóticas se pueden mantener debajo de las camas, escritorios, armarios, mientras que una aspiradora común requiere una gran cantidad de espacio. Sin embargo, una desventaja de la

aspiradora robótica es que necesita más tiempo aspirar un área debido a lo pequeño que es. También son relativamente caros.

 

El primer robot que se puso en producción fue Electrolux Trilobite, del fabricante sueco y de electrodomésticos profesionales Electrolux. Electrolux tuvo éxito en la compra del modelo de su inventor, James Dizon. En 1996, una de las primeras versiones de Electrolux del aspirador Trilobite se presentó en el programa de ciencia de la BBC, el mundo del mañana.

En 2001, la compañía de tecnología británica Dyson construyó y enseñó un aspirador robótico conocido como el DC06. Aun así, debido a su alto precio, nunca salió al mercado.

En 2002, la compañía de tecnología avanzada americana, iRobot lanzó el aspirador robótico Roomba. IRobot fue fundado en 1990 por tres robotistas llamados Colin Angle, Helen Greiner, and Rodney Brooks.6​ La compañía se dedicaba originalmente a hacer robots para uso militar y doméstico. 

El Roomba no fue el primer robot aspirador, pero si el más exitoso. Vendiendo hasta un millón de unidades en 2004. 2005 IRobot creó el scooba que es el opuesto del Roomba ya que friega suelos. Algo que no había sido creado antes. La compañía quería hacer las tareas lo más simples posible.

Inicialmente, iRobot había decidido producir 15,000 unidades y otras 10,000 unidades más que dependían del éxito del lanzamiento. El Roomba se convirtió inmediatamente en una gran sensación para el consumidor. Para la temporada navideña, iRobot produjo 50,000 unidades para satisfacer la demanda de vacaciones. Después de este éxito, los principales minoristas especializados, así como más de 4,000 puntos de venta tales como Target, Kohl’s y Linens ‘n Things, comenzaron a llevar el Roomba.

Desde 2002, aparecieron nuevas variaciones de aspiradores en el mercado.8​ Por ejemplo, el aspirador robótico canadiense bObsweep que tenía fregonas y aspiradores, o el Neato Robotics XV-11 aspirador robótico, el cual utiliza visión láser en lugar del ultrasonido tradicional de los modelos base.

En 2014, Dyson anunció el lanzamiento de su nuevo aspirador robótico llamado Dyson 360 Eye, equipado con una cámara de 360 grados que está montada en la parte superior del robot aspirador y que debe proporcionar una mejor navegación que otras marcas. El aspirador del robot se programó para un lanzamiento exclusivo para Japón en la primavera de 2015, con lanzamientos internacionales que se realizarán más adelante en el año..11​ Además, Dyson anunció que el 360 Eye tiene el doble de succión que cualquier otro robot aspirador.

Dyson está liderando el mercado del aspirador robótico hacia los objetivos de lograr una unidad confiable y capaz.12​ La compañía está invirtiendo en robótica e inteligencia artificial para producir mejores aspiradoras robotizadas en los próximos años. Se ha iniciado el establecimiento de un nuevo campus en el Reino Unido que requerirá una fuerza laboral de alrededor de 7.000 personas y una inversión de £ 330 millones para crear un centro de investigación más amplio en Singapur que se centre en “tecnología conectada y máquinas inteligentes”.

 

En 2018, Según el CEO de PerceptIon, Zhe Zhang, los robots siguen teniendo dificultades para mover los obstáculos, como la suciedad del perro, los cables y los zapatos.

 

En 2019, según Amazon, los robots siguen situándose cómo uno de los productos más vendidos en el comercio en línea en España.

En 2020, empiezan a aparecer robots aspiradores que utilizan inteligencia artificial avanzada como es el caso del S6 Max de la marca Robot Rock, que emplea una IA para reconocer los objetos a su alrededor.2021​ La IA lleva la eficiencia de navegación de los robots a otro nivel, gracias a que le otorga la habilidad de identificar y evadir objetos en los que el riesgo de quedarse atascado es muy alto (cables, calcetines, etc.).

Objetivo

Construir un robot inteligente que pueda limpiar basura en algunas calles de nuestra ciudad, puede ser controlado por control remoto.

Justificación

El motivo de la investigación actual de nuestro proyecto, es brindar una cierta ayuda para reducir la contaminación en las calles, lo podremos lograr mediante la construcción de un robot que tenga este mismo objetivo.

Mediante el uso de la tecnología actual, usaremos conceptos base como nuestro objetivo y meta a solucionar, aparte de que nos permitirá ayudar a más personas que tienen conflictos debido a la basura local.

Se pretende que en el futuro estos robots funcionen además para registrar datos ambientales como la contaminación del aire, solo que ya serán versiones avanzadas y más complejas de nuestro prototipo.

Se planea además que este invento funcione en las ciudades como recolector de desechos e informante para que las personas tomen conciencia y se logre reducir la basura en las calles.

Hipótesis

Si construimos  un robot que sea capaz de limpiar calles con la capacidad de que se  recargue con energía solar y separe la basura, podremos contribuir a disminuir la contaminación en un área.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:
Tres trozos de cartón de 10×17 y un
trozo de 17×25
Un cúter
Pistola de silicona caliente
2 motorreductor con ruedas
Una tercera rueda lo reciclamos o
elaboramos
Alicate
Pegamento instantáneo
Un tercer motorreductor
Un popote
Punzón
Tijera
Regla
Plumón
Botella de plástico de 1.5L
2 baterías de 3.6 voltios
2 pequeños interruptores de 3 patas
Cautín

Procedimiento:
1.- Recorta una de las tapas de la caja y
sobre esta en la esquina superior e
inferior derecha recorta un cuadrado de
7×3 cm, después de esto procede a
pegar 3 de las tapas, superior inferior y la
del lado que se cortaron las piezas,
2,- Ubica los motorreductor con ruedas
en los huecos de la caja realizados con
anterioridad en el paso uno, en las tapas
superior e inferior realiza un agujero en la
parte superior derecha a la misma altura
de los agujeros inserta el popote y de
uno de los lados pon el motor.
3,-A una botella plástico recortable la
parte inferior y superior, después corta la
botella de manera vertical, al trozo
sobrante recorta un 3 rectángulo usando
regla de 7.5 cm cada uno, a esos trozos
de plástico realizar varios cortes
verticales sin cortar por completo el
pedazo.
4,- Pega los 3 trozos de plástico recién
cortados en el popote de manera que
cada uno quede en una dirección
diferente

Galería Método

Resultados

Obtuvimos un robot de cartón de 26cm de largo y 18cm de alto, sus aspas que usa para barrer son de aproximadamente 7cm cada una, tiene entre 19 y 22 cables conectados a 3 interruptores y 2 baterías. El robot es ligero y es fácil de transportar, usa 2 ruedas con motorreductores y un carro de juguete para inclinarse y rodar. El costo es de aproximadamente de $720.00 MXN.

Galería Resultados

Discusión

Este robot casero es algo difícil de elaborar, ya que cuenta con un sistema de cableado un poco complejo, y puede producir fallas en su función o puede tener un riesgo eléctrico. Pero no todo es malo, ya que nos puede ayudar en la vida diaria, puede también inculcar a los niños viendo la limpieza como algo divertido y seguro y nos puede ayudar a crear un hábito de limpieza para que el mundo sea más limpio y agradable.

Conclusiones

El desenlace de nuestro proyecto fue que el robot es incapaz de girar por su cuenta, tiene una velocidad rápida, lo que permite limpiar una pequeña zona en poco tiempo, sin embargo, no es muy resistente, ni muy eficiente, ya que no se puede detener de manera remota. Es costoso y un poco complicado de construir debido al cableado que lleva el robot.

Bibliografía

La problemática de la basura en
nuestras calles, Ecologistas en
acción, 3/04/2018, Campo de
Gibraltar, 20/02/2022
https://www.ecologistasenaccion.org/
36068/la-problematica-de-la-basuraen-nuestras-calles/ .
Conoce el alcance y las terribles
consecuencias que tiene arrojar
basura en la calle, Saúl Castillo, Dec
08, 2019, Seredecom, 20 de febrero
de 2022
https://www.recolecciondebasurasere
decom.com.mx/conoce-el-alcance-ylas-terribles-consecuencias-quetiene-arrojar-basura-en-lacalle#:~:text=La%20basura%20en%2
0las%20calles,drenajes%20p%C3%B
Ablicos%2C%20los%20autos%20est
acionados

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography