Ingeniería Mecatrónica
CAMINOS DE CARRERA DE TRYENGINEERING
Ingeniería Mecatrónica
La ingeniería mecatrónica es un campo que es algo similar a la ingeniería mecánica, pero como su nombre lo indica, quienes trabajan en esta área están aportando habilidades de ingeniería mecánica y electrónica a su trabajo. Sin embargo, la mecatrónica representa la integración de la tecnología y no es simplemente una combinación de disciplinas primarias. Mientras que la ingeniería mecánica se centra en la mecánica, el control, la fabricación y la energía, la ingeniería mecatrónica se centra en el diseño y desarrollo de dispositivos electromecánicos. Pueden ser una automatización a gran escala para la fabricación, como la robótica, o instrumentos a microescala, como los sensores; pueden ser productos de consumo o automóviles autónomos.
La palabra mecatrónica fue acuñada por Tetsuro Mori, un ingeniero de Yaskawa Electric Corporation, y fue registrada en 1971. Sin embargo, la compañía luego dio a conocer el derecho de usar la palabra al público, con lo cual la palabra comenzó a usarse en todo el mundo y ahora representa un campo interdisciplinario donde el objetivo es desarrollar soluciones de diseño que unifiquen las áreas mecánica, eléctrica y otras áreas técnicas.
¿Qué la hace única?
La mecatrónica es un campo que requiere la combinación de habilidades mecánicas, eléctricas e informáticas para desarrollar o mejorar productos o sistemas. Estas habilidades tienen muchas aplicaciones en múltiples industrias, y las actividades diarias se basan en diferentes conjuntos de habilidades.
Conexiones de grado
Los siguientes son ejemplos de algunos títulos acreditados que conducen a una carrera en mecatrónica:
- Mecatrónica
- Ingeniería Mecatrónica
- Tecnología de Ingeniería Mecatrónica
- Ingeniería electromecánica
- Ingeniería Eléctrica
- Tecnología de Ingeniería Eléctrica
- Ingeniería Mecánica
- Ingeniería Mecánica
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Explorar
Los esfuerzos de mecatrónica requieren trabajar o liderar un equipo de diseño que puede estar formado por ingenieros especializados y generalistas. En mecatrónica, los productos se desarrollan a través de un enfoque sistémico, y esto también requiere reuniones extensas y tiempo dedicado a supervisar la producción o instalación de nuevos productos o sistemas. Las personas empleadas en este campo trabajarán en un entorno de oficina, pero también pasarán tiempo en las ubicaciones de los clientes o en las instalaciones de fabricación. Podrían examinar una configuración de fábrica y considerar cómo se podría mejorar la robótica con sensores adicionales para satisfacer las necesidades. Especialmente con el desarrollo de nuevos productos, es posible que se solicite a los ingenieros de mecatrónica que dediquen horas adicionales durante los puntos clave del desarrollo de productos, pero estos son generalmente predecibles.
Vehículos autónomos:
La mecatrónica automotriz implica la integración de sistemas mecánicos y electrónicos automotrices. Un gran ejemplo de un logro de la mecatrónica es el sistema de control que permite vehículos autónomos. Quienes trabajan para desarrollar y mejorar estos sistemas trabajan en mecánicas específicas de automoción, incluidos sensores, electrónica, comunicación y modelado.
Los sensores son particularmente importantes para los automóviles autónomos, por lo que pueden medir el entorno y los datos del vehículo. Los vehículos necesitan usar GPS para determinar la ubicación, determinar la velocidad del automóvil, identificar otros vehículos o pautas de navegación y también poder interpretar señales, caminos y obstáculos.
Se han realizado experimentos en esta área desde la década de 1920, pero el primer automóvil semiautomático fue desarrollado en 1977 por el Laboratorio de Ingeniería Mecánica Tsukuba de Japón. Desde entonces, muchas empresas y gobiernos han trabajado tanto en la tecnología como en las regulaciones para estos vehículos. ¡Y las pruebas y los ensayos continúan! Los equipos de ingenieros trabajan continuamente para perfeccionar este logro de una manera que garantice la seguridad de los pasajeros y otros vehículos.
Tesla afirma que "todos los automóviles Tesla nuevos vienen de serie con hardware avanzado capaz de ofrecer funciones de piloto automático en la actualidad y capacidades completas de conducción autónoma en el futuro, a través de actualizaciones de software diseñadas para mejorar la funcionalidad con el tiempo".
El video de la derecha muestra cómo Bosch ha desarrollado múltiples sensores para ayudar a controlar los coches autónomos.
Explore más detalles:
Muchas industrias emplean ingenieros en mecatrónica, incluida la automotriz, aeroespacial, bienes de consumo, energía, manufactura, atención médica y transporte. Los gobiernos también emplean ingenieros mecatrónicos como parte de sus programas de investigación y desarrollo, al igual que las universidades y otros centros de investigación.
Algunos ejemplos de esfuerzos en los que los ingenieros mecatrónicos podrían trabajar en estas industrias son la ingeniería de microredes (trabajando para mejorar el sistema de la red eléctrica), los sistemas de impresión 3-D, la tecnología sin controladores e incluso los swarmbots que pueden repetir tareas en una escala en miniatura.
La siguiente es solo una lista de muestra muy breve de algunas empresas, fuera del gobierno, que emplean ingenieros mecatrónicos:
Para la mayoría de carreras de ingeniería:
- se requiere una licenciatura
- Se puede recomendar una maestría para aquellos que se especialicen o estén interesados en la gestión.
- los estudiantes también pueden comenzar con un título de asociado relacionado y luego pasar a una licenciatura cuando se hayan establecido en una carrera de grado.
- muchos estudiantes deben participar en un programa cooperativo mientras están en la universidad para obtener experiencia en el mundo real en el campo elegido.
- la educación no se detiene realmente ... los ingenieros deben mantenerse actualizados a medida que la tecnología cambia y los materiales y procesos mejoran con el tiempo.
- muchas sociedades profesionales ofrecen certificados y cursos para apoyar la educación continua de sus miembros.
A nivel de pregrado, los cursos de ingeniería mecatrónica cubrirán temas de ingeniería mecánica, pero generalmente en el segundo o tercer año los cursos se enfocarán en ingeniería de diseño de sistemas e ingeniería eléctrica e informática. Es un título muy interdisciplinario. También hay programas de certificación y maestría en mecatrónica que pueden agregar una capa de experiencia para aquellos con títulos universitarios que buscan especializarse más.
Es importante seleccionar un título de ingeniería que haya sido acreditado para cumplir con los estándares básicos. Obtenga más información y explore la base de datos global de TryEngineering de programas acreditados de ingeniería e informática.
Inspírese
Los siguientes enlaces ofrecen más oportunidades de ver lo que están haciendo las personas en el campo de la ingeniería mecatrónica:
- Jean-Paul Laumond es un robotista, director de investigación del CNRS, el Centro Nacional Francés de Investigación Científica. En el entrevista a la derecha de IEEE TV, analiza su movimiento de las matemáticas a la robótica y sus contribuciones profesionales al campo, especialmente en lo que respecta a la planificación del movimiento y el movimiento antropomórfico.
- kevin craig, uno de los principales defensores de la mecatrónica. Él apoya el diseño centrado en el ser humano basado en modelos mecatrónicos que puede servir como un proceso para resolver las necesidades más urgentes del mundo y de la sociedad en las áreas de energía, pobreza, agua, refugio, salud, educación y clima.
- Verónica Santos es Director del Laboratorio de Biomecatrónica de UCLA y está interesado en la biomecánica de la mano. Ver su seminario sobre Manos que ayudan aquí.
- José Engelberger "El padre de la robótica".
- Jorge D. Devol fue el inventor del primer robot industrial programable.
George Devol inventó el primer robot industrial programable del mundo, y el mundo de la fabricación nunca ha sido el mismo. ¡Fue concebido a partir de un diseño para un brazo mecánico! Sabía que enfrentaría desafíos relacionados con el desplazamiento de la fuerza laboral y, por lo tanto, aplicó los robots primero a tareas que eran potencialmente dañinas para los humanos.
El primer robot se llamó Unimate y trabajó por primera vez en una línea de montaje de General Motors en 1961. Transportaba piezas de fundición desde una línea de montaje y luego soldaba las piezas en carrocerías de automóviles. Esta era una tarea peligrosa para los trabajadores, quienes podrían envenenarse con vapores tóxicos o perder una extremidad en caso de accidente.
Las aplicaciones pronto crecieron y se lanzaron muchas empresas para desarrollar robots en una variedad de entornos. Pronto incorporaron sensores y otras herramientas para adaptarse a tareas como clasificación y montaje. El resultado fue un aumento en la velocidad de producción, una reducción de los costos de fabricación y también la pérdida de puestos de trabajo para muchos trabajadores. Muchas empresas trabajaron arduamente para apoyar a los trabajadores que necesitaban nuevas habilidades para diferentes trabajos.
Las aplicaciones típicas de los robots incluyen soldadura, pintura, montaje y desmontaje, selección de componentes, inspección de productos, clasificación de piezas, embalaje y etiquetado, paletizado y pruebas. A lo largo de las décadas, los robots industriales han tenido un impacto global al acelerar la fabricación de los medicamentos o vacunas necesarios, desarrollar una fabricación más rápida de una pieza de repuesto para el retiro del mercado de un automóvil o simplemente poner un producto en manos de los consumidores más rápido y a menor costo. El mercado de la robótica se valoró en USD 23.67 mil millones en 2020 y se espera que alcance los USD 75+ mil millones para 2026.
Para saber más:
Involucrese
¡Profundice en los temas relacionados con la ingeniería mecatrónica que le interesen!
Conozca:
- ¿Qué es la mecatrónica? (IMechE)
- Historia de la robótica IEEE RAS
- Robots IEEE
- George Devol: una vida dedicada a la invención y los robots (Espectro IEEE)
- Mecatrónica y el papel de la ingeniería (COMO YO)
- Blog de noticias de TryEngineering: ¿Quieres ser ingeniero en robótica?
Ver:
- Kevin Craig habla sobre el campo de la mecatrónica (video a la derecha)
- ¿Qué se siente al ser un ingeniero mecatrónico? Mire al ex alumno de la Universidad de Curtin, Joshua Portlock, describir cómo llegó al campo. Se centra en los "robots voladores".
Pruébalo:
- TryEngineering Live: desafío de diseño práctico con Robots.ieee.org
- Pruebe una de las lecciones de TryEngineering que se centran en la ingeniería mecatrónica:
Los clubes, las competiciones y los campamentos son algunas de las mejores formas de explorar una trayectoria profesional y poner a prueba sus habilidades en un entorno competitivo y amistoso.
Clubs:
- Muchas escuelas tienen grupos de codificación o clubes de robótica para que los estudiantes construyan y prueben robots para competencias. Esta es una excelente manera de adquirir experiencia en ingeniería mecatrónica.
Concursos y Eventos:
- IEEE Robotics & Automation Society ofrece una lista de competiciones de robótica y otros recursos educativos.
- PRIMERA Competencia de Robótica Los equipos diseñan, programan y construyen un robot comenzando con un kit estándar de piezas y un conjunto común de reglas.
- Desafío de Automatización de Aprendices de Ingenieros Mecánicos proporciona una oportunidad brillante para que los aprendices talentosos compitan en un diseño innovador y un desafío de fabricación para mejorar un dispositivo doméstico o de jardín de uso diario.
- Cumbre y exposición mundial sobre ingeniería mecánica y mecatrónica ofrece un Foro de Jóvenes Científicos
Campamentos:
- TryEngineering Summer Institute, EE. UU .: Asista al Instituto de verano TryEngineering para ampliar sus habilidades básicas de ingeniería.
- Instituto de robótica: campamentos internacionales de robótica para niñas
- Campamentos de verano de robótica de la NASA
Muchas universidades ofrecen experiencias de ingeniería de verano. Comuníquese con el departamento de ingeniería de su universidad local para ver qué ofrecen.
¿Sabía que puede explorar la ingeniería mecatrónica en su comunidad? Considere las características de su automóvil familiar, o tal vez su autobús escolar o tren local.
- ¿Hay sensores en tu coche? Algunos ejemplos son las cámaras en la parte trasera del automóvil para alertar al conductor de que está demasiado cerca de un objeto detrás de él. ¿Cómo funcionan estos sensores y cómo crees que están incorporados en el automóvil y el sistema de visualización para alertar al conductor?
- ¿Cómo alertan los sensores al conductor? ¿La luz parpadea en el tablero si el nivel de combustible es demasiado bajo? ¿Suena la bocina si el conductor da marcha atrás y está demasiado cerca de un objeto? ¿Se activan los frenos si el automóvil detecta que un peatón camina delante del vehículo? ¿Cuántos sistemas dentro del automóvil deben integrarse para permitir que esto suceda?
- Algunos automóviles tienen dispositivos de velocidad para alertar a los nuevos conductores si exceden el límite de velocidad. ¿Qué sistemas deben existir para que esto funcione correctamente? ¿Cómo sabría el automóvil cuál es el límite de velocidad local? ¿Necesitarían leer una señal de límite de velocidad? ¿Usar GPS? ¿Confía en alguna otra base de datos en línea de información relacionada con su posición global?
- ¿Tiene un autobús escolar alguna característica de seguridad integrada que involucre hardware, software y sensores?
- Algunos automóviles no se encenderán si el conductor no tiene puesto el cinturón de seguridad. ¿Qué sistemas y sensores deben estar instalados para que el automóvil evite la ignición?
- La mayoría de los automóviles tienen sensores para determinar si alguien sentado en el asiento delantero está por debajo de cierto umbral de peso y, por lo tanto, podría lesionarse si la bolsa de aire explota en un accidente. ¿Cuántos sensores imagina que serían necesarios para lograr esta tarea?
Para saber más:
- Los sistemas para evitar colisiones están cambiando el aspecto de la seguridad del automóvil
- Departamento de Transporte de EE. UU .: Tecnologías de asistencia al conductor
Asegúrese de comunicarse con sociedades profesionales centradas en la ingeniería mecatrónica donde vive. No todos ofrecerán membresía a estudiantes preuniversitarios, pero la mayoría ofrece grupos para estudiantes universitarios y, ciertamente, ofrecen recursos en línea para ayudarlo a explorar el campo.
Algunos ejemplos de grupos que se centran en la ingeniería mecatrónica:
- Sociedad de Robótica y Automatización IEEE, Estados Unidos
- Instituto de Ingeniería Mecánica del Reino Unido Grupo de Mecatrónica, Informática y Control
- Federación Internacional de Robótica
- Sociedad Internacional de Automatización
- Sociedad Internacional de Ingeniería Mecatrónica
- Asociación de Industrias de Robótica
- Sociedad de Ingenieros de Manufactura
- La sociedad americana de ingenieros mecánicos
Algunos recursos de esta página se proporcionan o se adaptan del US Bureau of Labor Statistics y Centro de piedra angular de la carrera.