Brazo robótico

Un brazo robótico es un tipo de brazo mecánico , generalmente programable , con funciones similares a las de un brazo humano ; el brazo puede ser la suma total del mecanismo o puede ser parte de un robot más complejo . ^{[ 1 ]} Los eslabones de dicho manipulador están conectados por articulaciones que permiten el movimiento rotacional (como en un robot articulado ) o el desplazamiento traslacional (lineal). ^{[ 2 ] [ 3 ]} Los eslabones del manipulador pueden considerarse como formadores de una cadena cinemática . El extremo de la cadena cinemática del manipulador se llama efector final y es análogo a la mano humana . Sin embargo, el término "mano robótica" como sinónimo de brazo robótico a menudo se desaconseja .

Un brazo robótico serial puede describirse como una cadena de eslabones que se mueven mediante articulaciones accionadas por motores. Un efector final , también llamado mano robótica, puede acoplarse al extremo de la cadena. Al igual que otros mecanismos robóticos, los brazos robóticos se clasifican típicamente según el número de grados de libertad . Generalmente, el número de grados de libertad es igual al número de articulaciones que mueven los eslabones del brazo robótico. Se requieren al menos seis grados de libertad para que la mano robótica pueda alcanzar una pose arbitraria (posición y orientación) en el espacio tridimensional. Los grados de libertad adicionales permiten cambiar la configuración de algún eslabón del brazo (por ejemplo, codo arriba/abajo), manteniendo la mano robótica en la misma pose. La cinemática inversa es el proceso matemático para calcular la configuración de un brazo, generalmente en términos de ángulos articulares, dada una pose deseada de la mano robótica en el espacio tridimensional. ^{[ 4 ]}

• Robot cartesiano /robot pórtico : Se utiliza para tareas de recogida y colocación , aplicación de selladores, ensamblaje, manipulación de máquinas herramienta y soldadura por arco. Es un robot cuyo brazo posee tres articulaciones prismáticas, cuyos ejes coinciden con un sistema de coordenadas cartesianas.
• Robot colaborativo / Cobot : Las aplicaciones de los cobots contrastan con las de los robots industriales tradicionales, en los que los robots están aislados del contacto humano. Los cobots tienen una amplia variedad de aplicaciones , como aplicaciones comerciales, investigación robótica, dispensación, manipulación de materiales, ensamblaje, acabado e inspección de calidad. La seguridad de los cobots puede depender de materiales de construcción ligeros, bordes redondeados y la limitación inherente de velocidad y fuerza, o bien de sensores y software que garanticen un comportamiento seguro.
• Robot cilíndrico : Se utiliza para operaciones de ensamblaje, manipulación en máquinas herramienta, soldadura por puntos y manipulación en máquinas de fundición a presión. Es un robot cuyos ejes forman un sistema de coordenadas cilíndricas.
• Robot esférico/robot polar : Se utiliza para manipular máquinas herramienta, soldadura por puntos, fundición a presión, máquinas de desbarbado, soldadura por gas y soldadura por arco. Es un robot cuyos ejes forman un sistema de coordenadas polares. ^{[ 5 ]}
• Robot SCARA : Se utiliza para tareas de recogida y colocación, aplicación de selladores, operaciones de ensamblaje y manipulación de máquinas herramienta. Este robot cuenta con dos articulaciones rotativas paralelas que le proporcionan flexibilidad en un plano.
• Robot articulado : Se utiliza para operaciones de ensamblaje, fundición a presión, desbarbado de máquinas, soldadura a gas, soldadura por arco y pintura en aerosol. Es un robot cuyo brazo tiene al menos tres articulaciones rotatorias.
• Robot paralelo : Una de sus aplicaciones es como plataforma móvil para el manejo de simuladores de vuelo en cabina. Se trata de un robot cuyos brazos poseen articulaciones prismáticas o rotatorias simultáneas.
• Robot antropomórfico : Tiene una forma que se asemeja a una mano humana, es decir, con dedos y pulgares independientes.

Cuatro fabricantes destacados de brazos robóticos son FANUC , ABB , Yaskawa y KUKA .

FANUC se fundó en Japón en 1972. Hasta 2023, había enviado más de 1 millón de robots. ^{[ 8 ]} En 2022, el Grupo VW compró 1300 brazos FANUC para la producción de automóviles. ^{[ 9 ]} Además, FANUC anunció en 2025 que vendió 50 robots más para pintura de automóviles. ^{[ 10 ]} En noviembre de 2025, FANUC presentó un nuevo brazo robótico destinado a aplicaciones de manipulación y limpieza de alimentos. ^{[ 11 ]}

ABB se fundó en Suiza en 1988. En octubre de 2025, ABB anunció la venta de su división de robótica industrial al conglomerado japonés SoftBank por 5400 millones de dólares. ^{[ 12 ] [ 13 ]} En mayo de 2025, ABB presentó una colaboración con el restaurante californiano Burgerbots. Los brazos eran capaces de ensamblar hamburguesas personalizadas en menos de 30 segundos. ^{[ 14 ]}

Yaskawa se fundó en Japón en 1915 y comenzó a desarrollar la serie de brazos MOTO en la década de 1960. ^{[ 15 ]} Su primer brazo robótico, el Motoman-L10, comenzó a producirse en 1977. En 2021, Yaskawa anunció que se habían vendido más de 500 000 robots Motoman. ^{[ 16 ]} Yaskawa Europe se ha asociado con la empresa de IA de visión Fizyr , con sede en los Países Bajos, para crear brazos robóticos industriales, con proyectos en la fabricación de automóviles y el lavado de vajilla. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

KUKA se estableció en Alemania en 1898 y comenzó el desarrollo de robots industriales en 1971. ^{[ 19 ]} En 1973, KUKA presentó FAMULUS, el primer brazo robótico eléctrico de seis ejes. ^{[ 20 ]} En 2008, KUKA lanzó el KR 1000 Titan, que fue el primer brazo robótico capaz de levantar 1000 kilogramos. ^{[ 21 ]} Desde al menos 2014, las fábricas de automóviles Tesla han utilizado brazos KUKA para fabricar productos como el Tesla Model X , el Tesla Model 3 y el Tesla Cybertruck . ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}

En el espacio , el Canadarm y su sucesor, el Canadarm2, son ejemplos de brazos robóticos con múltiples grados de libertad . Estos brazos robóticos se han utilizado para realizar diversas tareas, como la inspección del transbordador espacial mediante un brazo especialmente desplegado con cámaras y sensores acoplados al efector final, así como maniobras de despliegue y recuperación de satélites desde la bodega de carga del transbordador espacial . ^{[ 25 ]}

Los rovers Curiosity y Perseverance en el planeta Marte también utilizan brazos robóticos . ^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ]} Además, Perseverance tiene un brazo de almacenamiento de muestras más pequeño oculto dentro de su cuerpo debajo del rover en su conjunto de almacenamiento.

TAGSAM es un brazo robótico para recolectar una muestra de un pequeño asteroide en el espacio a bordo de la nave espacial OSIRIS-REx . ^{[ 30 ]}

El módulo de aterrizaje InSight de 2018 en Marte tiene un brazo robótico llamado IDA, que cuenta con una cámara, una pinza y se utiliza para mover instrumentos especiales. ^{[ 31 ]}

En la década de 2010, la disponibilidad de brazos robóticos de bajo costo aumentó sustancialmente. Estos brazos se han comercializado como dispositivos para aficionados o educativos y se han utilizado en la automatización de laboratorios , como por ejemplo, como muestreadores automáticos . ^{[ 32 ] [ 33 ]} La reducción de costos ha sido posible gracias a la venta de kits de brazos robóticos para armar , donde los consumidores compran kits de servomotores a distribuidores autorizados e imprimen en 3D los enlaces y otras piezas a partir de archivos en línea. Un ejemplo de brazo de bajo costo es el Standard Open Arm de HuggingFace , que lanzó su modelo SO-101 en abril de 2025 con precios que parten de tan solo USD$100. ^{[ 34 ]}

Los brazos robóticos de código abierto, como MeArm ^{[ 35 ]} , han reducido aún más los costos y han permitido mejoras iterativas de la comunidad en los diseños. En 2024, HuggingFace lanzó LeRobot, una biblioteca de Python de código abierto diseñada para ayudar en el proceso de aprendizaje del robot . LeRobot es compatible con los modelos SO-101 y SO-100, así como con otros brazos de bajo costo, como el brazo Koch v1.1 y el robot móvil LeKiwi ^{[ 36 ]} .

El efector final, o mano robótica, puede diseñarse para realizar cualquier tarea deseada, como soldar, sujetar, girar, etc., según la aplicación. Por ejemplo, los brazos robóticos en las líneas de montaje de automóviles realizan diversas tareas, como soldar y rotar y colocar piezas durante el ensamblaje. En algunos casos, se busca una emulación precisa de la mano humana, como en los robots diseñados para el desarme y la eliminación de bombas ^{[ 37 ]} o para realizar cirugías asistidas por robot ^{[ 38 ]} .

La teleoperación de brazos y manos robóticas es una forma popular de desarrollar métodos de control para brazos robóticos. Uno o más brazos "maestros" se utilizan para controlar el movimiento de uno o más brazos "esclavos" o "seguidores". El operador del brazo maestro puede recibir algún tipo de retroalimentación, como retroalimentación visual o táctil, de la interacción del brazo seguidor con el entorno. ^{[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ]}

La importancia de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en el funcionamiento y control de brazos robóticos ha aumentado en los últimos años. Incluso en entornos no estructurados, los brazos pueden identificar y controlar diversos objetos. Esto es posible gracias a los sistemas de IA basados ​​en visión. La planificación de movimientos, el agarre adaptativo y la capacidad de los robots para aprender tareas a partir de ejemplos humanos son posibles gracias al aprendizaje automático. Estas características han acelerado el uso de brazos robóticos en cirugía médica, almacenes autónomos y robots colaborativos, entre otras aplicaciones. ^{[ 43 ]}

Estos brazos robóticos con inteligencia artificial se utilizan cada vez más en los sectores industrial, logístico, sanitario y agrícola. Aumentan la productividad, eliminan el error humano y realizan tareas repetitivas o de alta precisión con mayor rapidez que los humanos, como el ensamblaje de componentes electrónicos, el control de calidad y la asistencia en cirugías. La automatización mediante estos brazos robóticos inteligentes contribuye a reducir la escasez de mano de obra y los gastos operativos en diversos sectores. ^{[ 44 ] [ 45 ]}

El uso de la computación perimetral, que permite a los robots interpretar datos de sensores en tiempo real y tomar decisiones, es un avance reciente que ha mejorado los tiempos de reacción en sectores de ritmo acelerado. La IA y la detección sofisticada se utilizan en robots colaborativos, a veces conocidos como "cobots", para asistir a las personas de forma segura. Durante el trabajo conjunto, modifican sus movimientos de forma instintiva. Los brazos robóticos también se volverán más autónomos, flexibles y adaptables a medida que avancen el aprendizaje automático y la inteligencia artificial, realizando una gama cada vez más amplia de actividades en diversos sectores. ^{[ 46 ] [ 47 ]}

Los brazos robóticos con capacidad de IA son cada vez más esenciales en una variedad de industrias, incluyendo la manufactura, el transporte marítimo, la atención médica y la agricultura. Estos brazos robóticos se utilizan en la manufactura para realizar trabajos complejos y repetitivos con una velocidad y precisión excepcionales, como soldar piezas de automóviles y ensamblar componentes electrónicos. Los algoritmos de aprendizaje automático que se adaptan a cambios mínimos en los componentes permiten estos trabajos, aumentando la calidad y reduciendo el desperdicio. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Los brazos robóticos con IA ayudan a resolver la escasez de mano de obra y aumentan la eficiencia operativa en logística y almacenamiento al facilitar la clasificación, el empaquetado y la paletización con mayor velocidad y precisión. ^{[ 50 ]} Las cirugías asistidas por robots son un ejemplo de una aplicación de atención médica donde los brazos impulsados ​​por IA aumentan la destreza y la estabilidad, lo que permite tratamientos menos invasivos y una recuperación más rápida. ^{[ 51 ]} Los manipuladores impulsados ​​por IA también se utilizan en robots agrícolas para la siembra, la cosecha y el monitoreo precisos de cultivos, maximizando la eficiencia de los recursos y la calidad del rendimiento. ^{[ 52 ]}

Estos brazos robóticos están equipados además con procesamiento de sensores en tiempo real y capacidades de toma de decisiones autónomas, posibles gracias al análisis de datos en tiempo real realizado directamente en el robot y los sistemas de IA integrados. Los robots colaborativos, equipados con sensores avanzados e inteligencia artificial, pueden trabajar de forma segura junto a las personas, modificando dinámicamente sus acciones para mejorar tanto la productividad como la seguridad. ^{[ 53 ] [ 54 ]} El creciente papel de los brazos robóticos se evidencia en el desarrollo continuo de modelos de aprendizaje automático e integración de sensores, lo que aumenta gradualmente su autonomía, adaptabilidad y rango de aplicaciones tanto en industrias existentes como emergentes. ^{[ 55 ]}

• Tipos de brazos robóticos archivados el 18/05/2022 en Wayback Machine