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MATRIZ MORFOLOGICA

EVALUACION CONCEPTUAL

Se detallan las alternativas de diseño que se generaron a partir de la matriz morfológica y se responde para cada alternativa la siguiente pregunta: ¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? Luego se presentan los formatos de evaluación diligenciados. En estos, los conceptos fueron resumidos para facilidad de presentación de la información. 

Se toman en cuenta las 5 características de ingeniería más criticas: 

  • Costo [COP] 

  • Longitud [mm] 

  • Número de pasos 

  • Altura [metros] 

  • Ángulos [Forma de la carcasa]

ALTERNATIVAS

Se presentan las alternativas de diseño que se generaron a partir de la matriz morfológica y se responde para cada alternativa la siguiente pregunta: ¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? 

DISEÑO 1

¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? 

Las Raspberry Pi 4 ofrece una capacidad adecuada de procesamiento para diferente tipo de tareas, además el lenguaje de programación que utiliza es Python, lo cual permite usar algunas bibliotecas interesantes para nuestro caso de aplicación, como bibliotecas para procesamiento de lenguaje natural. Para reproducir el audio, se puede usar un speaker genérico con conexión USB, que se puede conectar a la Raspberry y para mostrar los gestos, se puede usar una pantalla LCD 7” que permite mostrar algún rostro generado ya sea por la Raspberry o por otro servidor. Usar Wifi permite hacer uso de la red de la universidad para la comunicación con el sistema. Los rodachines son fáciles de conseguir y utilizar. La biblioteca text2emotion nos permite mapear a un gran conjunto de emociones, aunque su procesamiento toma algo de tiempo. Con ABS, podemos usar la tecnología de impresión 3D para la carcasa, lo cual nos permite hacer formas con geometrías algo complicadas. La desventaja estaría en el tiempo de producción de las mismas y en el costo. 

DISEÑO 2

¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? 

Esta sería la propuesta ideal para un robot tipo asistente de invitados, por esta razón esta es la combinación que más recursos requeriría, no solo por los componentes y materiales si no por los conocimientos que requiere para poder llevarse a cabo. Por otro lado, sería la opción que más se asemejaría a un ser humano.

DISEÑO 3

¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? 

En esta propuesta la carcasa requiere gran cantidad de tiempo por su impresión en 3D. Se complica la manufactura gracias a la cadena de oruga en la parte inferior añadiendo que esta limita la variación en la dirección del movimiento, ya que tiende siempre a la misma en línea recta. La estructura es liviana y resistente gracias a los perfiles de aluminio. La magnitud del sonido es adecuada para la distancia de interacción con el robot (cercana). El Microsoft Azure text analytics tiene la ventaja de que funciona en varios idiomas, extrae palabras claves de texto no estructurado y comprende bien la percepción del texto para concluir con la emoción. Los servomotores permiten que los movimientos sean rápidos y precisos para lograr una mejor interpretación del mensaje.  

DISEÑO 4

¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? 

Este robot tendría la capacidad de generar potentes mensajes de audio gracias a su bocina amplificada Bluetooth, genera una imagen amplia con su display de 10” pudiendo el usuario ver desde más lejos las imágenes mostradas además gracias a su estructura de aluminio y su carcasa hecha en impresión 3D se puede trabajar con más libertad en el ensamble y geometría de la carcasa. 

DISEÑO 5

Este Diseño resulto de los componentes de cada diseño que se consideraron importantes, por lo que este ultimo es el diseño final de el robot gestor.

¿Qué ventajas o inconvenientes generaría? 

Con la Raspberry Pi 4 se tendría suficiente capacidad de procesamiento para los requerimientos del proyecto, se podría hacer el procesamiento del mensaje y la reproducción del audio a través del speaker genérico con conexión USB con esta. Así mismo, se podría generar el rostro y mostrarlo a través de la pantalla conectada a la Raspberry. El servo motor sirve para gran variedad de aplicaciones y generar así los movimientos básicos que se requieran. Con WIFI, se tiene conectividad con las redes de la universidad. Los rodachines son ideales para fácil transporte del producto por parte del personal del laboratorio. Con la biblioteca de text2emotion se pueden detectar una gran variedad de emociones. Por ultimo, usando el perfil de aluminio y la impresión 3D, los procesos de manufactura se facilitan. 

ANALISIS DE FACTIBILIDAD

Se concluye que todos las alternativas presentadas son factibles y proponen opciones interesantes para ser tomadas en cuenta en el desarrollo del proyecto. Se continuará con una evaluación más rigurosa para elegir la mejor alternativa posible.

ANALISIS DE MADUREZ TECNOLOGIAS

Se concluye que todas las alternativas propuestas incluyen procesos y tecnologías con la madurez suficiente para nuestro caso de aplicación, por lo tanto son viables desde el punto de vista de desarrollo. Algunas proponen mayores retos que otras y se deben tener en cuenta ciertos aspectos relacionados con los modos de falla.

ANALISIS DE ALTERNATIVAS VS HoQ

Se puede concluir que la alternativa # 5 es la que más características de ingeniería cumple y se adecua mejor a los requerimientos del usuario. Por lo cual se perfile como la mejor opción por ahora para tomar en cuenta para el desarrollo posterior del proyecto. Otra alternativa que también resulta interesante es la # 4, que tiene un buen costo y estética.

MATRIZ DE PUGH

El concepto que se toma como referencia para nuestro análisis de alternativas usando la matriz de Pugh es el Xiaomi Xiaodan, que es un robot desarrollado para interactuar con niños, equipado con un asistente de voz, que puede reconocer comandos simples y dar mensajes a los usuarios. Adicionalmente, puede expresar diversas emociones con su rostro digital que se dibuja en una pantalla de 7 pulgadas. También cuenta con brazos que se pueden mover para mejorar la interacción y la experiencia de usuario, y acompañar el mensaje que esté reproduciendo. 

RENDER
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VISTAS
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150 cm

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DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN DE COMPONENTES

40 cm

60 cm

diagrama de distribucion de componenetes

Alimentación

Motor eje X

Cuello

Motor eje Z

Cuello

Motor eje Z

Brazo

Motor eje X

Brazo

Raspberry pi

Pantalla 7''

Estructura

Componente

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