Un brazo robótico optimiza las pruebas con sondas de ultrasonido

Una nueva célula robótica ofrece una solución integrada para hacer que la prueba de las sondas transductoras de ultrasonido sea más eficiente y rastreable.

La célula robótica, desarrollada en colaboración entre Esaote (Génova, Italia) y el Instituto BioRobotics de la Scuola Superiore Sant'Anna (Pontedera, Italia), consiste en un brazo de robot colaborativo de Universal Robots (Odense, Dinamarca) y una pinza Schunk equipada con dedos personalizados que, con la ayuda de un operador humano, puede verificar la posición correcta de la sonda durante la prueba. Para aumentar la reproducibilidad y repetibilidad durante las pruebas, la célula robótica automatiza el proceso.

De este modo, los usuarios tienen datos más precisos, incluida la medición más importante que caracteriza una sonda de ultrasonido, la medición del eco del pulso. La medición del eco del pulso de cada elemento de la matriz, que identifica la forma de onda, la calidad de la forma de banda y la amplitud, consiste simplemente en recibir un pulso de ultrasonido enviado a un tanque de agua desde la propia sonda y reflejado desde un objetivo metálico. Los parámetros de desempeño de la sonda que se pueden analizar incluyen calidad de imagen (SNR), profundidad de diagnóstico máxima, frecuencias operativas y muchos otros.

Con el operador humano trabajando junto al robot, sin la necesidad de tecnologías externas, el humano puede realizar todas las tareas de manipulación altamente precisas, al monitorizar visualmente el proceso e interactuar fácilmente con el robot. Al robot se le exigen todas las tareas repetitivas, que cubren acciones que requieren un bajo nivel de conocimientos, lo que aumenta la productividad del proceso. De este modo, la célula robótica puede permitir la ejecución precisa del posicionamiento de la sonda en el tanque de agua, en términos de la resolución espacial para todos los grados de libertad utilizados para la alineación de la sonda durante las pruebas.

“La célula robótica ha alcanzado dos objetivos; el primero es automatizar el procedimiento para la operación de las pruebas; el segundo es mantener en primer plano el papel del hombre. Los operadores de Esaote interactuarán con el robot y lo apoyarán durante las pruebas”, dijo Marco Controzzi, del Instituto BioRobotics. “Esta línea de investigación refleja la misión de ‘Interacción Humano-Robot’ del laboratorio de robótica colaborativa del Instituto BioRobotics. Imaginamos una sinergia entre hombres y robots, combinando las ventajas de la producción manual con la precisión y la repetibilidad de la automatización”.

Un transductor de ultrasonido consiste típicamente en 128-512 elementos piezoeléctricos que están dispuestos en matrices lineales o curvilíneas, con cada elemento igual o menor que ½ longitud de onda de ancho. El propósito del transductor es convertir la energía eléctrica en energía sónica mecánica y viceversa, basándose en el efecto piezoeléctrico. Un transductor de ultrasonido estándar se compone de una cerámica piezoeléctrica, un sustrato de soporte de goma dura, varias capas de adaptación acústica (generalmente de una a cuatro) y una lente de goma de silicona.

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Esaote
Instituto BioRobotics de la Scuola Superiore Sant'Anna
Universal Robots