Worcester Polytechnic Institute

Fundado en 1865 para crear y transmitir las novedades más recientes en ciencia y conocimientos de ingeniería de maneras que son más beneficiosas para la sociedad, el Instituto Politécnico de Worcester (WPI, del inglés Worcester Polytechnic Institute) ha ido creciendo hasta convertirse en una de las principales universidades del mundo dedicada específicamente a la educación e investigación en ciencia, tecnología e ingeniería. Para apoyar su misión, WPI estableció su programa de ingeniería robótica.

Según el director del programa de ingeniería robótica Michael A. Gennert, el programa, que ofrece la primera licenciatura en ingeniería robótica de Estados Unidos en 2007, tiene dos objetivos: en primer lugar, ayudar a preparar a los ingenieros del sistema robótico del futuro; y en segundo lugar, promover la investigación en robótica en el WPI con el objetivo de lograr avances en ingeniería robótica.

"El diseño y la ingeniería de robots exige que las licenciaturas vean más allá de los límites de la ingeniería tradicional para sintetizar diferentes disciplinas", explica Gennert. "Dado que no podemos condensar tres licenciaturas de ingeniería en un programa de cuatro años, nuestros alumnos asisten a una selección de clases de ingeniería multidisciplinar, entre las que se incluyen las clases de las materias de ingeniería y ciencias informáticas, ingeniería eléctrica e ingeniería mecánica, y el programa se centra en proyectos de estudiantes y la experiencia en el mundo real en ingeniería robótica".

Para apoyar proyectos de ingeniería robótica, el WPI pone a disposición de los estudiantes una gama de software de diseño mecánico 3D e ingeniería. Sin embargo, el software que más se suele utilizar para desarrollar robots en el WPI es SOLIDWORKS® Education Edition. "Aunque aprender a utilizar un sistema CAD no es necesario para realizar cursos de robótica, se recomienda a los alumnos que deben aprender a usar CAD para poder realizar los trabajos de proyectos en los niveles superiores", afirma Gennert. "SOLIDWORKS es con diferencia el paquete de software más popular que los estudiantes utilizan en WPI para diseñar robots y completar proyectos relacionados con el programa".

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE ROBOTS

Las razones por las cuales los estudiantes del WPI prefieren el software SOLIDWORKS Education Edition para los proyectos relacionados con los robots es que el software no solo es fácil de aprender y utilizar, sino que también proporciona acceso a capacidades de diseño mecánico y análisis de elementos finitos (FEA, del inglés "finite element analysis"). Ambos aspectos son muy importantes para el desarrollo de robots eficaces. "Para los trabajos en proyectos de robótica, los alumnos establecen su propio conjunto de requisitos y necesitan información sobre el funcionamiento de los sistemas mecánicos y de control sin necesidad de recurrir a infinitos bucles de prototipos", señala Gennert.

"Los estudiantes necesitan acceso a importantes capacidades de diseño y análisis para completar correctamente los proyectos de robótica, especialmente con los proyectos de final de carrera", continúa Gennert. "Debido a que pueden llevar a cabo un espectro completo de diseño y análisis de forma más sencilla con el software de SOLIDWORKS, los estudiantes prefieren SOLIDWORKS para el trabajo en proyectos. SOLIDWORKS les permite centrarse en la robótica, y no en la herramienta. Además de utilizar SOLIDWORKS para respaldar el trabajo en las clases y los proyectos de los estudiantes, también usamos SOLIDWORKS para realizar investigaciones".

Desde el establecimiento del programa de ingeniería robótica, el WPI ha visto mayor innovación en los proyectos de los estudiantes, que tratan de la interacción de la ciencia, la tecnología y la sociedad. Por ejemplo, el señor T. J. Watson ha colaborado con un equipo de cinco miembros para desarrollar un robot de búsqueda no tripulado remoto para tierra y agua, más conocido como el robot WALRUS (del inglés "Water and Land Remote Unmanned Search Robot") después de conocer las limitaciones en la búsqueda y detección después de los ataques terroristas del 11 de septiembre de 2001 basándose en conversaciones con profesionales del sector. El robot se creó para realizar operaciones de búsqueda y rescate anfibias a fin de prestar ayuda en caso de catástrofe.

"Aunque hay robots de búsqueda y detección para tierra y submarinos, no hay nada que funcione en terreno mixto, donde hay tierra, agua y barro profundo", explica Watson. "El robot WALRUS está diseñado para llenar ese vacío".

"Utilizo el software de SOLIDWORKS de forma exclusiva, ya que proporciona acceso a la base más amplia de capacidades. En el caso del robot WALRUS, los análisis de respuesta estructural y transitoria fueron especialmente útiles", añade Watson. "He realizado análisis de elementos finitos (FEA, del inglés "finite element analysis") en el sistema de embrague y también he verificado que podemos volcar el WALRUS en una bañera de lejía para la esterilización".

RESPALDO DE LA FORMACIÓN TEMPRANA EN ROBÓTICA CON FIRST

Además de utilizar el software de SOLIDWORKS para respaldar los proyectos de robótica, los estudiantes del WPI utilizan SOLIDWORKS para impartir formación ocupacional a la comunidad y fomentar el interés en la robótica entre los estudiantes más jóvenes. Por ejemplo, Gabrielle Fanzini, una estudiante que acababa de comenzar su carrera, utilizó el software SOLIDWORKS para crear más de 300 modelos de componentes y ensamblajes eléctricos y mecánicos incluidos en el kit que los estudiantes de secundaria utilizan junto con FIRST Robotics Competition.

"FIRST Robotics Competition está considerado como el "varsity sport for the mind™" (el deporte universitario para la mente), y ofrece a los estudiantes de secundaria y bachillerato la oportunidad de competir a la vez que aprenden a diseñar y construir robots", dice Fanzini. "Los participantes de FIRST pueden ahora descargar los modelos que he creado para los kits desde el sitio web de SOLIDWORKS www.solidworks.com/FIRST y, a continuación, utilizar estos modelos para diseñar su robot con SOLIDWORKS antes de su fabricación y ensamblaje, lo que les proporciona una valiosa experiencia al trabajar de la misma manera que los ingenieros de robótica".