Proyecto Final FMD 2020 Alejandra Witto

Título	Proyecto Final FMD 2020 Alejandra Witto
Tipo de Proyecto	Proyecto de Curso
Palabras Clave	autómata, impresión 3d, corte láser, router cnc
Período	2020-2020
Asignatura	Fabricación con Medios Digitales
Del Curso	Fabricación con Medios Digitales 2020
Carreras	Diseño, Diseño Industrial"Diseño Industrial" is not in the list (Arquitectura, Diseño, Magíster, Otra) of allowed values for the "Carreras Relacionadas" property.
Alumno(s)	Alejandra Witto Royo
Profesor	Leonardo Aravena

LOS AUTÓMATAS

Según la Real Academia Española, un autómata es «una máquina que, gracias a dispositivos mecánicos, neumáticos, hidráulicos, eléctricos o electrónicos, es capaz de realizar acciones que imitan las de los seres animados». Un equivalente tecnológico en la actualidad serían los robots autónomos. La evolución de los autómatas

La evolución e los autómatas

Dentro de los autómatas se destacan grupos y dentro de uno de estos grupos de autómatas, se destacan las cabezas parlantes, artefactos que se creía hablaban por procedimientos mecánicos o mágicos, aconsejaban a sus dueños y/o predecían el futuro. Athanasius Kircher, en su libro Misurgia Universalis, describe con detalle la creación de figuras que pueden mover los ojos, labios y lengua. La ignorancia y el mito influyeron mucho en este tipo de mecanismos encontrándose las primeras versiones en antiguos cuentos árabes. Uno de los ejemplos más famosos es la cabeza con forma de hombre de Roger Bacon (1214-1294), hecha de latón y que podía responder a preguntas sobre el futuro. La mayoría de estas cabezas parlantes producían la voz a través de diversos sistemas a través de un sistema de tubos de órgano que podía reproducir las vocales. Más tarde se explicaba cómo fabricar y manipular una máquina para que pudiese pronunciar algunas frases breves a través de una especie de fuelle por el que pasa el aire modulando sonidos. Ya en el siglo XIX, Joseph Faber ideó una versión más perfecta de estas máquinas, bautizada como Euphonia, que podía desde recitar el alfabeto hasta responder preguntas, susurrar o reír.

Otro grupo destacado de autómatas es el de los jugadores de ajedrez. Destaca aquí El Turco, de Wolfgang von Kempelen, inventor húngaro. El Turco fue uno de los más famosos autómatas de la historia, y a la vez, uno de los mayores fraudes de su tiempo. La fama de este autómata hizo que se crearan otras muchas réplicas con trucos parecidos de funcionamiento, algunas de ellas en el siglo XIX como “Mephisto” creado en 1876 consiguiendo ganar un torneo de ajedrez en Londres sin que nadie se percatara del artificio.

Sin embargo, sí existió un autómata que jugaba realmente al ajedrez. Se trata de El Ajedrecista, construido en 1912 por el cántabro Leonardo Torres Quevedo, teniendo su debut durante la Feria de París de 1914. Utilizando electroimanes bajo el tablero, jugaba automáticamente un final de rey y torre contra el rey de un oponente humano. No jugaba de manera muy precisa y no siempre llegaba al mate en el número mínimo de movimientos, a causa del algoritmo simple que evaluaba las posiciones. Pero sí que lograba la victoria en todas las ocasiones.

También otro grupo destacado de autómatas es el de las Muñecos Vivientes, cuya historia comienza en el siglo XVII con el filósofo francés René Descartes. Se cuenta que él viajaba en barco a Suecia, junto a su hija Francine. Pasados varios días, la niña no aparecía y los curiosos marineros entraron a su camarote. Encontraron allí una muñeca mecánica y, horrorizados, la arrojaron por la cubierta. La realidad es que Descartes había tenido con una sirvienta una hija real llamada Francine. Aunque había planeado llevarla con él a Francia, pero la niña murió de escarlatina cuando tenía sólo cinco años. La leyenda cuenta que Descartes reemplazó a la niña muerta por una muñeca viviente para calmar su dolor.

Históricamente los primeros autómatas se remontan en la Prehistoria donde las estatuas de algunos de sus dioses o reyes despedían fuego de sus ojos, otras poseían brazos mecánicos operados por los sacerdotes del templo, y otras, emitían sonidos cuando los rayos del sol los iluminaba consiguiendo, de este modo, causar el temor y el respeto a todo aquel que las contempla. Esta finalidad religiosa del autómata continuaría hasta la Grecia clásica donde existían estatuas con movimiento gracias a las energías hidráulicas.

Herón de Alejandría, ingeniero y matemático, construyó en el siglo I la primera máquina de vapor, conocida como eolípila, y la Fuente de Herón, cuya aplicación práctica en los templos le granjeó el pseudónimo de El Mago. Escribió igualmente numerosos tratados de mecánica, como La neumática, dedicado a la hidráulica, y Los autómatas, el primer libro de robótica de la historia.

En este libro Herón explica la creación de mecanismos, muchos de ellos basados en los principios de Philón o de Arquímedes, realizados fundamentalmente como entretenimiento, tales como aves que gorjeaban, volaban y bebían, estatuas que servían vino o puertas automáticas. Los mecanismos se activaban por movimiento de agua, por gravedad o por sistemas de palancas. También cabe destacar su Teatro de autómatas un teatro con marionetas mecánicas que representaban la Guerra de Troya. Aunque Herón fue el primero en documentar la fabricación de autómatas, se conocen importantes aportaciones previas como es el caso de Archytas de Tarento (-428, -347), inventor del tornillo y de la polea y famoso por su paloma mecánica capaz de volar gracias a vapor de aire en propulsión.

La Edad Media supuso un paso adelante en la creación de autómatas aunque la falta de fuentes documentadas ha hecho que muchos inventos y artefactos producidos en este período hayan quedado en el olvido. Alberto Magno, nacido en 1206 en Baviera, teólogo, filósofo y hombre de ciencia, fue una de las figuras decisivas del pensamiento medieval. Se le han atribuido a lo largo de la historia multitud de obras tanto de carácter mágico como de diseño de seres artificiales. En concreto dos, una cabeza parlante y un autómata de hierro que le servía como mayordomo y en el que trabajó treinta años de su vida. Se dice que el autómata era capaz de andar, abrir la puerta y saludar a los visitantes aunque otros autores añaden que podía hacer además otras tareas caseras. Se dice también que su discípulo Tomás de Aquino, al ver aquel ser decidió destruirlo ya que estaba convencido de que la mano del diablo debía haber influido en su creación.

En el mundo árabe destaca Al-Jazari (1136-1206), uno de los más grandes ingenieros de la historia, inventor los primeros relojes mecánicos movidos por pesos y agua. Estuvo también muy interesado en los autómatas a los que dedicó una obra llamada “El libro del conocimiento de los ingeniosos mecanismos”, considerada una de las más importantes sobre historia de la tecnología y en la que describe hasta 100 artefactos mecánicos. Se dice que está escrito con el estilo de un «hágalo usted mismo» muy actual.

Leonardo da Vinci (1452-1519), inventor por excelencia del Renacimiento, diseñó al menos dos autómatas de los que se tenga constancia. El primero se considera uno de los primeros con forma completamente humana, vestido con una armadura medieval. Diseñado alrededor del año 1495, no llegó a construirse, como muchos otros inventos del maestro. Construido finalmente en la actualidad siguiendo los diseños originales, podía mover los brazos, girar la cabeza y sentarse. El segundo, mucho más ambicioso, se trata de un león mecánico, construido a petición del rey de Francia Francisco I para facilitar sus conversaciones de paz con el papa León X.

Luego tenemos a Giovanni Torriani, que fue inventor de multitud de mecanismos, siendo el más famoso el llamado artilugio de Juanelo una obra de ingeniería capaz de llevar el agua desde el Tajo al Alcázar de Toledo. Se atribuye también a Juanelo Turriano la creación de un autómata llamado El Hombre de Palo, un sirviente autómata que se diferenciaba del resto por estar hecho de madera y que recorría las calles pidiendo limosna para su dueño haciendo una reverencia cuando la conseguía.

Con la entrada en el siglo XVIII y los consiguientes avances en materia de relojería se llega a la que se considera la época donde mejores y más perfectos autómatas se realizaron de la historia. En esa época, dominada por el carácter científico, y más precisamente por la concepción biomecánica del ser humano, aparecieron muchas criaturas artificiales que intentaron copiar con exactitud el natural. De esa manera, androides (un robot antropomorfo) y animales mecánicos fueron realizados por relojeros atraídos por la medicina y por las ciencias naturales. Su objetivo no era la diversión sino el avance de las ciencias. Por eso, se rodearon de médicos y cirujanos para elaborar los diferentes órganos artificiales. Los grandes inventores de esa época fueron: Vaucanson, Friedrich Von Knauss, el Barón Von Kempelen, Pierre y Louis Jaquet-Droz, el abate Mical, y Kintzing. Cada uno de los seres artificiales realizados durante el siglo XVIII fue generalmente una obra única resultante de un largo y complejo trabajo de elaboración. Se diseñaron y construyeron muchos androides, a menudo muy complejos y que actuaban de forma muy real: autómatas escritores, dibujantes o músicos.

Los animales artificiales, tenían igualmente un comportamiento que copiaba con casi exactitud el mundo animal: pavos reales, insectos, perros, cisnes, ranas, elefantes, cangrejos de río y patos, entre otros.

Jacques de Vaucanson, ingeniero e inventor francés, fue un excelente relojero con amplios conocimientos de música, anatomía y mecánica. Pretendió demostrar mediante sus autómatas la realización de principios biológicos básicos, tales como la circulación, la digestión o la respiración y sobre esta última función versó su primera creación El Flautista figura con forma de pastor y de tamaño natural que tocaba el tambor y la flauta con un variado repertorio musical. Vaucanson lo presentó en la Academia de Ciencias Francesa cosechando un gran éxito. Más tarde, en 1738, creó su segundo autómata llamado El Tamborilero como una versión mejorada del primero. En esta ocasión la figura tocaba la zampoña de Provenza y el tamboril con veinte melodías distintas. El tercero y más famoso fue El pato con aparato digestivo transparente y compuesto por más de cuatrocientas partes móviles y que batía las alas, comía y realizaba completamente la digestión, imitando al mínimo detalle el comportamiento natural del ave.

Friedrich von Knauss, relojero e inventor alemán, fue el creador de uno de los primeros autómatas escritores. Esta compleja creación la formaba una esfera sostenida por dos águilas de bronce, en ella la figura de una diosa servía de musa al autómata que con su largo brazo escribía en una hoja en blanco lo que previamente se le ha ordenado realizar. El sistema era capaz de hacer que el autómata mojase la pluma en el tintero para poder escribir y contaba con un sistema para que pudiese pasar la página.

Pierre Jaquet-Droz, relojero e inventor suizo, construyó varios autómatas con sus hijos Henri-Louis Jaquet-Droz y Jean-Frédéric Leschot durante el período de 1768, entre ellos “El dibujante” (2000 piezas), “La pianista” (2500 piezas) y “El escritor” (6000 piezas). Estas obras fueron las más complejas y famosas del siglo XVIII, causaron asombro en la época llegando a ser contemplados por reyes y emperadores. Algunos consideran a estos autómatas como los ejemplos más antiguos conocidos de un ordenador. El escritor disponía de un dispositivo para posicionar tabuladores a la manera de una memoria programable. El trabajo de Pierre Jaquet-Droz fue precursor sobre el de Charles Babbage en varios decenios.

A finales del siglo XIX y comienzos del siglo XX se siguieron creando autómatas de todo tipo, pero la realidad es que no fueron tan elaborados como sus antecesores y estuvieron más guiados al mundo del espectáculo. Entre los más importantes caben destacar “La pareja” de Alexander Nicolas Theroude, los autómatas animales de Blaise Bontems, las figuras que realizaban pequeños trucos de magia o “La encantadora de serpientes” de Roullet & Decamps y “El fumador turco de Leopold Lambert”. Destacan también la contribución al mundo de los autómatas de científicos como Nikola Tesla y su robot sumergible con mando a distancia o de George Moore con su autómata caminante con forma humana y movido por la fuerza del vapor que podía recorrer distancias a casi 9 millas por hora. Finalmente, con la gran guerra la industria de los autómatas desapareció prácticamente hasta la llegada de los modernos robots.

MECANISMO

¿Qué son los mecanismos?

El ser humano construye objetos para satisfacer sus necesidades y las de la sociedad en la que vive, así como para mejorar la calidad de vida. Si observamos a nuestro alrededor podemos comprobar en muchos de los objetos cotidianos que nos rodean que se produce algún tipo de movimiento (un reloj de pared, un exprimidor, una bicicleta, un ascensor…). El movimiento que observamos en estos objetos es necesario para que realicen correctamente su función: la lavadora gira para que la ropa se lave, el exprimidor para poder extraer jugo, el reloj hace girar sus agujas para variar su hora…

¿Que es una máquina?

Una máquina es un conjunto de elementos móviles y fijos cuyo funcionamiento posibilita aprovechar, dirigir, regular o transformar energía o realizar un trabajo con un fin determinado. Se denomina maquinaria al conjunto de máquinas que se aplican para un mismo fin y al mecanismo que da movimiento a un dispositivo. Las máquinas simples son ingenios mecánicos que utilizan los seres humanos para realizar trabajos con un menor esfuerzo. Desde la antigüedad se considera que son cinco las grandes máquinas simples: el plano inclinado, el tornillo, la rueda, la palanca y la polea.

Los mecanismos

Los mecanismos son elementos destinados a transmitir y/o transformar fuerzas y/o movimientos desde un elemento motriz hacia un elemento conducido, con la misión de permitir al ser humano realizar determinados trabajos con mayor comodidad y menor esfuerzo.

Un mecanismo sería entonces un conjunto de elementos que forman parte de una máquina conectados entre sí y cuya misión es:

Transformar una velocidad en otra velocidad. Transformar una fuerza en otra fuerza. Transformar una trayectoria en otra diferente. Transformar un tipo de energía en otro tipo distinto.

Un último concepto habitual cuando hablamos de mecanismos es el de sistema mecánico. Normalmente el término “máquina” lo empleamos cuando nos referimos a un aparato que produce energía a partir de otra fuente de energía no manual.

Engranajes:

Es un mecanismo utilizado para transmitir potencia de un componente a otro dentro de una máquina. Estos están formados por 2 o más ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón. Una de las aplicaciones más importantes de los engranajes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada a la fuente de energía (rueda motriz) y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor (rueda conducida). Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren.

Poleas:

Es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Es una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal o garganta, se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además sirve para reducir la magnitud de fuerza necesaria para mover un peso, variando su velocidad.

Biela:

Es un elemento mecánico que es sometido a esfuerzos de tracción o compresión. Transmite el movimiento articulado a otras partes de la máquina,

Manivela:

Es una pieza comúnmente de hierro, que está compuesta de 2 ramas. Una está fijada en el extremo del eje de una máquina, de una rueda, etc. Mientras que la otra está en el mango para mover el brazo.

Rueda excéntrica:

Es de dos elementos, la propia excéntrica y el seguidor. La excéntrica es un disco cilíndrico que tiene un eje de giro desplazado un valor “e”, llamado alzada, respecto del centro del disco. El seguidor es una varilla que está en contacto permanente con la excéntrica y que recibe el movimiento de esta. con este ingenio conseguimos transformar el movimiento circular de la excéntrica en movimiento rectilíneo del seguidor. Este movimiento no es reversible.

Piñón y cremallera:

Es la transformación de un movimiento de rotación o circular (piñón) en un movimiento rectilíneo (cremallera) o viceversa. Este mecanismo como su mismo nombre lo indica está formado por 2 elementos componentes que son el piñón y la cremallera. El piñón es un rueda dentada normalmente con forma cilíndrica que describe un movimiento de rotación alrededor de su eje. La cremallera es una pieza dentada que describe un movimiento rectilíneo en uno u otro sentido según la rotación del piñón. El mecanismo piñón-cremallera funciona como un engranaje simple, esto significa que tanto la cremallera como el piñón han de tener el mismo paso circular y, en consecuencia, el mismo módulo.