Electrónica para desarrollos de industria 4.0

Las tecnologías de la industria 4.0 son uno de los mercados con mayor crecimiento proyectado, teniendo un periodo de proyección hasta el 2030 la tasa anual de crecimiento se estima entre 16% al 20%, y los sectores que más rápida adopción están teniendo en los mercados son

• Inteligencia artificial (AI)
• Internet of Things (IoT)
• Computación en la nube
• Robots industriales (Cobots)
• Impresión 3D
• Realidad Aumentada y virtual
• Block chain y Big Data

Fuente https://www.polarismarketresearch.com/industry-analysis/industry-4-market

Sin embargo en este gran mercado global, latinoamerica no es un actor importante, y para cambiar esto los países latinoamericanos debemos desarrollar una matriz productiva de manufacturas de alto valor potenciadas con innovación y aquí es donde la investigación y el desarrollo I+D se vuelve fundamentales en nuestros países.

Inteligencia Artificial 

Quizá es la tecnología que más cambios va a generar en nuestro planeta, estos cambios ya los podemos apreciar en nuestra vida diaria, los chatbots por ejemplos son una de las aplicaciones más comunes de la Inteligencia artificial, así como los carros con auto conducción, o los selfies que te tomas con tu Smartphone, hacen que las fotos se vean mejores usando algoritmos de inteligencia artificial, y si vamos al área de electrónica en I+D tenemos

Cámaras con inteligencia artificial: Cámaras como la UnitV2 tienen integrado un procesador que le permite ejecutar algoritmos de inteligencia artificial, para hacer por ejemplo reconocimientos de formas, colores, personas, entre otras.

Tarjetas de desarrollo orientadas a IA: Boards como la Jetson Nano integran GPU como la Maxwell de 128 núcleos, esto permite hacer procesamiento concurrente, el cual es usado por las redes neuronales de inteligencia artificial, es por esto que una Jetson Nano procesa más rápido un algoritmo de IA que una raspberry Pi

SoC con soporte de IA: Integrados como el ESP32-S3 ya tiene soporte para inteligencia artificial, por supuesto algoritmos básicos, no tan avanzados con los de una Jetson Nano pero esto permite ejecutar  aplicaciones que van hasta reconocimiento de imagines

IoT e IIoT

El internet de las cosas y el intenet de de las cosas industrial es otra de las tecnologías que mayor acogida a tenido, y quizá no lo sepas pero es posible que tengas uno ahora mismo, por ejemplo si tienes un smartwatch, o una smartband que mida tus pulsaciones cardíacas, estos wearables están conectados a internet por medio de tu smarthphone y se consideran dispositivo IoT, y en la industria estos dispositivos están creciendo día a día, sobretodo en la adquisición de datos para alimentar bases de datos donde entre la inteligencia artificial a ayudar a desarrollar modelos predictivos, asi en muchas industrias IoT es la forma en como la inteligencia artificial obtiene datos, y  si vamos al área de electrónica en I+D tenemos dispositivos que nos pueden ayudar a desarrollar aplicaciones como sistemas de monitoreo climático,

Thoug ESP32 IoT: Este sistema de desarrollo es genial para aplicaciones que requieras sistemas a prueba de agua, puede ser por ejemplo medir la humedad del suelo en un invernadero, o medir el nivel de un tanque en un proceso industrial, ademas este sistema cuenta con un procesador ESP32 con comunicación WiFi que permite llevar los datos a Intenet de forma fácil y su sistema de programación es en bloques y puedes encontrar muchas aplicaciones desarrolladas en uso de servicios IoT como Azure, AWS, entre otros

Core 2 AwS: Esta plataforma es ideal para aprender y desarrollar aplicaciones electrónicas, tiene un curso con AWS de Amazon sin costo, tiene una pantalla táctil y también es muy fácil de programar con el software UIFLOW

Raspberry pi pico W: Este sistema de desarrollo de bajo costo es original de raspberry  y cuenta con un microcontrolador RP2040, mas un modulo Wifi, esto le da el potencial para desarrollar aplicaciones IoT, el entorno de programación puede ser micropython o arduino, por supuesto no es tan facil de programar como UiFlow y se recomienda para usuarios mas experimentados

Computación en la nube

Las micro computadoras son unas de las tecnologías que más se usan en la actualidad para aplicaciones en la nube, sobre todo para montar pequeños servidores para sistemas IoT, esto por ejemplo permite que con una Raspberry Pi puedas montar un broker MQTT mosquito para llevar datos de IoT a la nube

Cobots

Los robots son la primera linea de producción de la industria 4.0, pero no pienses que los robots van a reemplazar a los seres humanos pro completo, en realidad en la actualidad se buscan sistemas colaborativos entre robots y humanos, para esto se requieren sensores y actuadores que permitan una interacción retro alimentada con respuestas muy rápidas y  si vamos al área de electrónica en I+D tenemos dispositivos como servomotores Smart, con los cuales puede monitorear el estado del servomotor, puedes saber por ejemplo la ubicación actual y compararla con un modelo matemático de movimiento para saber si no ha tenido algún choque o puedes

Servomotor AX-12: Los servomotores dynamixel son unos de los mas usados en I+D, estos servomotores se conectan a un bus de datos y cada uno tiene una ID propia, ademas puedes adquirir datos de posición, velocidad, temperatura interna entre otros

Servomotor 2XL430-W250-T: Este servomotor es ideal en aplicaciones de sistemas mecatrónicos como perro robots, humanoides entre otros, la ventaja respecto a otros sistemas es que este servomotor tiene dos salidas de movimiento, si dos salidas, tienes dos ejes y cada eje puedes controlar su posición.

Piezas metálicas perforadas: Estas piezas de aluminio perforadas de alta calidad son geniales para construir diferentes robots o maquinas, estas piezas funcionan como un “LEGO”  pero con tornillos y partes de aluminio entre los que encuentras, canales, laminas, hubs, rodamientos entre otros

Impresión 3D

La impresión 3D es fundamental en el desarrollo de la industria 4.0 esto sobretodo por que permite desarrollar prototipos o piezas finales de manera muy rápida, ademas permite tener producciones satélite ayudando a reducir costos y tiempos de producción, entre las tecnologías más usadas en la industria podemos encontrar impresoras de FDM para materiales como ABS, PLA, TPU entre otros, y en el sector bio medico el uso de impresoras de resina están cada día siendo más utilizadas.

En el área de ingeniería para laboratorios o empresas la impresión 3D permite hacer prototipado rápido a costos mas bajos

Impresora Ender V2: La serie de impresoras Ender desarrollada por creality es una de las mas usadas en el mundo de los makers, y esto se debe a que su relación costos beneficio es bastante buena, sin embargo ten en cuenta que vas a requerir tiempo para calibración y pruebas

Impresora Resina: Este tipo de impresora a diferencia de la tecnología FDM, usa una luz de alta frecuencia para calentar la resina y solidificarla, este tipo de impresoras se usan en laboratorios dentales donde se construyen modelos de dientes con resinas, también se usan para hacer joyería o mecanismos pequeños que requieran precisión.

Impresora Zortrax: Impresoras como la Zortrax son ideales para laboratorios, equipos de desarrollo, talleres, entre otros por que requieren un tiempo muy corto de calibración y las impresiones “siempre” quedan muy bien, por supuesto son impresoras mas caras, con mejor estructura física, mejor electrónica y los materiales que usan generalmente son de la marca, por ejemplo en el caso de zortrax se puede usar materiales de otras marcas pero con los materiales como el Z-ABS no requieres tiempo de calibración y testeo, simplemente haces tu modelo y a imprimir!

Realidad aumentada y virtual

Situaciones como la vivida en la pandemia del 2020, llevaron a un desarrollo más alto de tecnologías asociadas a realidad aumentada y virtual, el impacto fue tal que compañía como Facebook cambio su nombre a meta (proveniente de la palabra metaverso), esto se debe al gran potencial que tiene esta tecnología, que hoy tiene su mayor desarrollo en juegos de video, pero que poco a poco entra en otros sectores como el industrial, el educativo, el empresarial entre otros

Meta quest 2: Las gafas de realidad virtual oculus son las mas conocidas en todo el planeta, esto no solo se debe a que tienen el mas bajo precio de las gafas de realidad virtual, sino que ademas están impulsadas por Meta una de las compañías con más usuarios en todo el mundo

Leap motion: Este sensor de 3 dimensiones es ideal para hacer aplicaciones de inmersión en el mundo virtual, donde uses tus manos para interactuar con el mundo virtual sin la necesidad de guantes o accesorios extras

Sensores flexibles para guantes virtuales: En aplicaciones muy puntuales desarrollar la electrónica desde cero es un reto fascinante en I+D, y los sensores flexibles son muy usados en guantes virtuales para hacer interacción en mundo virtuales

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