El concepto de mecatrónica fue registrado comercialmente en 1969 por el ingeniero japonés Tetsuro Mori de
La mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de Cibernética realizada en 1936 por Turing y en 1948 por Wiener, las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por Devol, los manipuladores, ya sean teleoperados, en 1951 por Goertz, o robotizados, en 1954 por Devol, y los autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.
La mecatrónica, según
la definición adoptada por
La mecatrónica como ingeniería concurrente ha ayudado a los ingenieros en las últimas décadas del siglo XX a expandir las fronteras que han limitado sus diseños en el pasado y los ha ayudado a lograr mejores desempeños de sus productos. Actualmente las áreas de aplicación de la mecatrónica cubren virtualmente todo tipo de industria, sistemas y aparatos[2].
Las grandes tendencias
de aplicación de la mecatrónica se orientan hacia la robótica, los sistemas de
transporte, los sistemas de manufactura, las máquinas de control numérico,
las nanomáquinas y la biomecatrónica.
Los Sistemas Mecatrónicos, sus Aplicaciones y Tendencias
Un sistema mecatrónico
es un sistema que integra apropiadamente las tecnologías mecánica, eléctrica,
electrónica e informática, cuya combinación permite la recolección de señales
que son procesadas previamente para emitir posteriormente una respuesta acorde
con las necesidades del proceso que se esté controlando. Para que un sistema
mecatrónico cumpla su propósito, le son integrados sensores, microprocesadores
y controladores, que, por medio de actuadores, generan los movimientos o
fuerzas requeridos por el medio sobre el cual estén actuando.
Las cámaras de
fotografía, los equipos de sonido, los robots, las máquinas controladas
digitalmente, los carros de control remoto, las máquinas tragamonedas, las
máquinas de telefax, las fotocopiadoras, la maquinaria industrial altamente
automatizada, pueden ser consideradas como productos mecatrónicos. Otro ejemplo
típico de la aplicación de la mecatrónica es la unidad de disco para
computadora, cuyo diseño implica un posicionamiento preciso garantizando un
alto nivel de resistencia contra perturbaciones.
Al aplicar una filosofía de integración en el diseño de productos y sistemas se obtienen ventajas importantes como son mayor flexibilidad, versatilidad, nivel de "inteligencia" de los productos, seguridad y confiabilidad, así como un bajo consumo de energía. Estas ventajas se traducen en un producto con más orientación hacia el usuario y que puede producirse rápidamente a un costo reducido.
En la industria
manufacturera actual está creciendo una tendencia para la realización del
diseño mecánico, electromecánico, digital y electrónico en un solo sistema
integrado como una manera rápida de
responder a las demandas del mercado[3].
Desde su inicio, la mecatrónica
ha estado presente en la educación contemporánea a todos los niveles. En Japón
es usual que los estudiantes de nivel elemental elaboren proyectos de creación
de nuevos juguetes basados en la integración de diferentes disciplinas. En
Alemania, Estados Unidos y Brasil, los estudiantes de educación secundaria y
universitaria realizan concursos para presentar innovaciones tecnológicas de
diferentes productos de uso popular e industrial. Los principales centros
educativos del mundo han aproximado e integrado las diferentes áreas de las
tecnologías para crear nuevas áreas interdisciplinarias y multidisciplinarias.
Es así, como la
educación de la mecatrónica ha explorado diferentes tendencias para crear
nuevos perfiles en la formación cultural y profesional de la juventud que ha de
desempeñarse en el tercer milenio, en los que las tecnologías computarizadas
están al orden del día.
El aprendizaje de la mecatrónica
principia en la escuela cuando el educando comienza a distinguir los
fundamentos de la mecánica, de la electricidad y de la electrónica; el proceso
sigue su curso cuando aprende a operar el computador digital y a utilizarlo
para el accionamiento de sistemas electromecánicos. El estudiante desarrolla mecatrónica
en el aula o en el laboratorio, cuando realiza proyectos en los cuales
necesariamente debe integrar un grupo de personas con diferentes habilidades y
diferentes disciplinas del aprendizaje; de esta forma la mecatrónica establece
un nuevo paradigma del trabajo en equipo.
Los fundamentos de las
ciencias básicas que debe manejar un futuro ingeniero o tecnólogo de la mecatrónica,
se basan en el conocimiento de las tres leyes de Newton de la mecánica clásica
y de la ley de la gravitación universal; el conocimiento del campo magnético y
de la ley de inducción de Faraday que permite crear una fuerza electromotriz
inducida; y el conocimiento de la ley de Ampere para generar una fuerza
magnetomotriz en un conductor; además de la habilidad para diseñar circuitos
eléctricos y electrónicos basados en la lógica digital, y la de programar y
operar microcomputadores. Pero, principalmente, debe ser capaz de aportar
creatividad e innovación en el desarrollo de los productos. La mecatrónica es
el paradigma establecido por el desarrollo de las tecnologías computarizadas
aplicadas en la supervisión, programación y control de sistemas y productos
electromecánicos.
Su influencia en la educación,
consolida la necesidad de integrar grupos de personas con habilidades y
técnicas diferentes, para interactuar con mentalidad flexible hacia una nueva
unidad, en una sociedad cada vez más cambiante por la influencia de los
computadores.
A continuación se
exponen las posiciones de algunos reconocidos especialistas del ramo sobre el
objetivo y el desarrollo de la Mecatrónica[4].
Ernest O. Doebelin profesor, emérito de
David M. Auslander, profesor de ingeniería mecánica
de
[1] J.A. Rietdijk "Ten propositions on mechatronics", en Mechatronics in Products and Manufacturing Conference, Lancenter, Inglaterra, 1989.
[2] A Mechatronic System Design Project By: Professor Kevin C. Craig and Matthew A. Rosmarin
Rensselaer Polytechnic Institute. (Falta la fecha de publicación)
[3] Study Says Mechatronics Can Reduce Time & Cost System Design: New Product Development for Mechatronics by Michelle Boucher, David Houlihan
[4] MEMIS ACAR. Mechatronics Education in the UK. Mechatronics Forum Newsletter. No. 13. Winter 1995.
[5] STEVEN ASHLEY. Getting a hold on Mechatronics.
Mechanical Engineering Magazine. May 1997.
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