La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. Se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de los robots. La robótica combina diversos disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot.
Historia de la robótica
Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.
Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots.
Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión.
En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘ el programa ’ para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y otros.
El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías.
No obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado por varias narraciones de ciencia ficción.
Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al
Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a robots, comenzó en
Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de
- Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
- Un robot
debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
- Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
Según su cronología
La que a continuación se presenta es la clasificación más común:- 1ª Generación.
- 2ª Generación.
- 3ª Generación.
- 4ª Generación.
Según su arquitectura
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.- 1. Poliarticulados
- 2. Móviles
- 3. Androides
- 4. Zoomórficos
- 5. Híbridos
Avances en la robotica: robots que andan como humanos
Tres equipos de investigación de las universidades de Cornell, Delft (Holanda) y el MIT han logrado construir robots cuyos pasos y movimiento se parecen a la forma de andar de los humanos. El robot desarrollado por el MIT también demuestra un sistema de aprendizaje nuevo, que permite que el robot se adapte de forma continua al terreno sobre el que se mueve. Estos nuevos avances en robótica podrían transformar los actuales sistemas de diseño y control de robots, y podrían ser aplicados al desarrollo de prótesis robóticos.Los tres robots construidos en las citados universidades se derivan todos del mismo principio: suponen una extensión de varios años de investigación en robots cuyo sistema de movimiento tengan un diseño dinámico pasivo. Los robots de diseño dinámico pasivo son capaces de bajar una cuesta sin motor y su diseño fue inspirado en el tipo de juguete móvil que existen desde hace más de cien años.
La programación de los robots de Cornell y Delft es muy sencilla, porque gran parte del problema de los controles se soluciona a través del diseño mecánico del robot. El robot del MIT utiliza un programa de aprendizaje que aprovecha dicho diseño y permite que el robot se enseñe a si mismo a andar en menos de 20 minutos. Precisamente su apodo, "Toddler" (el término ingles para un niño pequeño que empieza a andar) se deriva de su capacidad de aprender a andar y la forma en la que lo hace.
Este modelo de robot es uno de los primeros robots en utilizar un programa de aprendizaje y es el primero en andar sin tener información previamente implantada en sus controles. Además el sistema de aprendizaje permite que el robot se mueva con eficacia por una variedad de superficies y, en el futuro, podría permitir que se mueven por terreno muy rocoso. Esto se debe a que el programa funciona con tanta velocidad que el robot puede adaptarse de forma contínua al tipo de terreno.
Robotica en Colombia
Cuando se habla de tecnologías de punta, un robot es con mucha probabilidad la primera imagen que llega a la mente. Nada más futurista que un robot, y en Colombia se fabrican unos cuantos, dignos de ver. Y aunque es verdad que el país está lejos de una utiliza ción intensa de la robótica, como ocurre por ejemplo en Japón o en Estados Unidos, hay investigación en el tema y una incipiente producción de este tipo de máquinas en varios centros académicos e industriales colombianos.
Los robots son agentes artificiales que cumplen tareas propias de los seres vivos, con un cierto nivel de autonomía. Se trata generalmente de máquinas, pero también sistemas de software se pueden ajustar a esta definición bastante general. Todavía se discute en la ingeniería y la ciencia qué cosa es un robot y está vigente la célebre frase de Joseph Engelberger, pionero de la robótica, quien dijo: "No puedo definir un robot, pero reconozco uno cuando lo veo". Tal vez Hollywood ha distorsionado bastante la idea de robots en el imaginario del público, con sus criaturas humanoides del tipo Terminator o C-3PO, el célebre robot asustadizo de Guerra de las galaxias. Y aunque los más avanzados en el mundo real están dotados de asombrosos niveles de inteligencia artificial y pueden tomar decisiones en una situación de incertidumbre, en realidad la mayoría puede ser simplemente manipuladores o controladores de funciones rutinarias, como los que pintan automóviles o llenan de contenido las botellas de gaseosas.
La compañía A1A Visa, con sede en Bogotá, fabrica uno muy llamativo, especializado en vigilancia y seguridad. Los ingenieros lo bautizaron simplemente Robot vigilante, se esmeraron en darle una apariencia impactante y, por supuesto, en lograr que haga bien sus tareas. Este robot puede recorrer un piso de oficinas y percatarse de la presencia de humanos en el área, detectar conatos de incendio u otras emergencias y comunicarlo vía inalámbrica a una central. Dejará sin empleo a muchos 'ronderos' en edificios y zonas industriales y está dotado de una cámara de video con zoom 10x y giro horizontal y vertical, no se estrella con ningún
obstáculo (una habilidad no tan sencilla de incorporar en una máquina móvil) y dispone de sensores de temperatura, humo, gases e inundaciones. El ingeniero Eduardo Cuervo, presidente de A1A Visa y padre del Robot vigilante, tiene numerosos pedidos de Brasil, en donde su criatura causó sensación el año pasado, durante un congreso internacional de seguridad.
La compañía A1A Visa, con sede en Bogotá, fabrica uno muy llamativo, especializado en vigilancia y seguridad. Los ingenieros lo bautizaron simplemente Robot vigilante, se esmeraron en darle una apariencia impactante y, por supuesto, en lograr que haga bien sus tareas. Este robot puede recorrer un piso de oficinas y percatarse de la presencia de humanos en el área, detectar conatos de incendio u otras emergencias y comunicarlo vía inalámbrica a una central. Dejará sin empleo a muchos 'ronderos' en edificios y zonas industriales y está dotado de una cámara de video con zoom 10x y giro horizontal y vertical, no se estrella con ningún
obstáculo (una habilidad no tan sencilla de incorporar en una máquina móvil) y dispone de sensores de temperatura, humo, gases e inundaciones. El ingeniero Eduardo Cuervo, presidente de A1A Visa y padre del Robot vigilante, tiene numerosos pedidos de Brasil, en donde su criatura causó sensación el año pasado, durante un congreso internacional de seguridad.
Algunas de las grandes empresas de la industria nacional han incorporado poderosos robots en sus procesos de producción. Destaca la industria automotriz, en donde es obligatorio por razones de competitividad el uso de autómatas como los que utiliza la compañía Colombiana Automotriz Mazda, o los brazos mecánicos en la planta de la compañía Corona, en Mosquera, Cundinamarca. "Pero las pequeñas y las medianas empresas están todavía ajenas a la robótica, en razón de los altos costos de estas infraestructuras", explica el ingeniero Luis Eduardo Rodríguez, director del Centro de estudios en bioingeniería, de
Pero
La robótica móvil es uno de los campos más difíciles de resolver, a juicio de los expertos. La facultad de ingeniería electrónica de
Recorrer el laboratorio de robótica de esta universidad es como hacer un pequeño viaje de tecnología y surrealismo; allí, a pocos metros de la bulliciosa carrera séptima, cerca de donde se han cometido históricos magnicidios que sacudieron el país y desfilan multitudinarias marchas por la paz de vez en cuando, metido entre pasillos y laberintos ariádnicos, se encuentra el refugio de una generación de futuros ingenieros que sueña con que algún día sus alucinantes creaciones serán utilizadas en serio en la industria colombiana. Madidas es un robot 'borracho' que puede moverse como un individuo ebrio, dando tumbos sin caerse jamás. Amorfo, un robot basado en diseño modular, es capaz de tomar diferentes formas. Y hay una especie de pez raya que puede limpiar piscinas. Cada año, estudiantes de esta facultad se gradúan con artefactos fabulosos que hacen avanzar, poco a poco, la maravillosa ciencia de la robótica colombiana.
¿Qué hace falta para que la economía nacional aproveche todo esto? "Los ingenieros están listos, pero las empresas sólo contratan ingenieros para soportar procesos, no para innovar", afirma el profesor Carlos Parra, cabeza de este centro de investigación.
En el mapa de cosas interesantes que se hacen en la academia colombiana hay que mencionar a
ROBOT ASIMO
Acrónimo de Advanced Step in Innovative Mobility es un desarrollo de la compañía japonesa Honda Motor Company, y probablemente sea uno de los robots humanoides mas complejos y avanzados del mundo. De acuerdo a lo que se puede leer en el sitio Web de ASIMO, es el único de su tipo que además de andar puede subir escaleras sin ninguna ayuda. Si bien otros modelos de otras compañías pueden andar sobre dos piernas, ninguno tiene movimientos tan seguros y delicados como ASIMO.
Como si esto no bastase para impresionarnos, es capaz de reaccionar a decenas de ordenes orales, el lenguaje natural (en japonés, claro!), y puede reconocer caras. Sus brazos y manos son lo suficientemente precisas como para encender luces, abrir puertas, levantar objetos y empujarlos.
En lugar de encarar la creación de un juguete, Honda a apostado a la construcción de un robot que pueda ser útil a la gente, que pueda ayudar en el hogar, o a personas minusválidas que estén imposibilitadas de valerse por si mismas.
ASIMO, gracias a sus120 centímetros de alto, tiene su cara a la altura de la nuestra si nos encontramos sentados en una silla. Esto le permite realizar trabajos que fueron pensados para ser realizados por una persona sentada, sin complicaciones.
El aspecto físico del robot creado por Honda nos recuerda a un niño enfundado en un traje espacial. Esta apariencia amigable es parte de la estrategia del fabricante para evitar que el robot despierte desconfianza en el público.
A tal punto ASIMO ha sido bien recibido, que ya tiene trabajo. En efecto, tanto en las oficinas de IBM en Japón como en Museo Nacional de las Ciencias Emergentes yla Innovación , en Tokio hay un ASIMO trabajando como recepcionista, respondiendo preguntas de los visitantes y guiándolos en el recorrido por las instalaciones. Para lograr esto, ha sido programado con la disposición de paredes y obstáculos dentro del edificio y con las respuestas adecuadas a las preguntas más comunes de los visitantes.
Si bien Honda cobra por estos servicios, el exhibir a ASIMO en lugares con afluencia masiva de público es también una excelente forma de difundir su existencia.
Como si esto no bastase para impresionarnos, es capaz de reaccionar a decenas de ordenes orales, el lenguaje natural (en japonés, claro!), y puede reconocer caras. Sus brazos y manos son lo suficientemente precisas como para encender luces, abrir puertas, levantar objetos y empujarlos.
En lugar de encarar la creación de un juguete, Honda a apostado a la construcción de un robot que pueda ser útil a la gente, que pueda ayudar en el hogar, o a personas minusválidas que estén imposibilitadas de valerse por si mismas.
ASIMO, gracias a sus
El aspecto físico del robot creado por Honda nos recuerda a un niño enfundado en un traje espacial. Esta apariencia amigable es parte de la estrategia del fabricante para evitar que el robot despierte desconfianza en el público.
A tal punto ASIMO ha sido bien recibido, que ya tiene trabajo. En efecto, tanto en las oficinas de IBM en Japón como en Museo Nacional de las Ciencias Emergentes y
Si bien Honda cobra por estos servicios, el exhibir a ASIMO en lugares con afluencia masiva de público es también una excelente forma de difundir su existencia.
Antonio López Peláez es un profesor de Sociología de
Según el investigador, los robots androides que construiremos a partir de ese año, contarán con funciones y niveles de inteligencia tales que se convertirán en compañeros para la especia humana. De hecho, y tal como lo plantea el profesor Kurzweil desde hace años, esta singularidad hará que la inteligencia de nuestras máquinas sea equiparable a la nuestra. En este contexto, resultan obvias las diferencias que tendrán entre sí las sociedades que cuenten con estas máquinas y aquellas que no las posean.
Debemos evitar que solo sean maquinas de matar
Robots con estas características cambiarán nuestro futuro. Suponiendo que evitemos su uso como maquinas de matar, podremos tenerlos en casa para ayudarnos con las tareas de limpieza o incluso con la educación de nuestros hijos. También tendrán trabajo en las granjas, cosechando el cereal y hasta ordeñando las vacas. En las fábricas, un robot con estas cualidades físicas e intelectuales será mucho más eficiente que los que usamos hoy para, por ejemplo, montar automóviles. Serán más flexibles y capaces de solucionar problemas que aparezcan en las cadenas de montajes. Y todo eso trabajando en tres turnos, las 24 horas del día. De hacerse realidad las predicciones de Antonio, la incorporación de robots evitará la exposición de los obreros a ambientes peligrosos, estresantes o poco saludables, eliminado en fantasma de los riesgos laborales.
Serán más flexibles y capaces de solucionar problemas
Nanomáquinas y cyborgs
Pero no todos los robots serán así de grandes. De hecho, es posible que la mayor ayuda provenga de sus hermanos más pequeños, aquellos que se construirán gracias a los avances de la nanotecnologia. Estos pequeños ingenios, con tamaños micrométricos, podrán hasta ingresar a nuestro organismo y realizar “reparaciones” en nuestras arterias, venas y órganos internos. ¿Tienes una arteria tapada por culpa del colesterol? No necesitarás cirugía, solo un nanorobot que se desplace por su interior y quite la obstrucción.
Durante años se ha especulado con multitud de mecanismos construidos a escala nanométrica. Motores, pistones, trozos de circuitos y casi cualquier cosa que te imagines puede ser construido a escala molecular. Por fin, y luego de millones de horas hombre de investigación, estamos en condiciones de comenzar a fabricar cosas útiles con esta tecnología.
Piezas robóticas, de reemplazo en nuestros cuerpos
Toda la tecnología que hará posible la existencia de esos maravillosos robots también podrá utilizarse para sustituir nuestras partes defectuosas. Efectivamente, no hay razones para que, disponiendo de brazos robóticos dotados de manos capaces de reconocer superficies mediante el tacto, o cámaras que ven mejor que un ojo, no las utilicemos como piezas de reemplazo en nuestros cuerpos. El famoso punto de inflexión, o singularidad, propuesto por Kurzweil parece finalmente estar a la vuelta de la esquina. Solo queda determinar su momento exacto, y las consecuencias que ocasionará tanto para los agraciados que se encuentren dentro de ella, como para aquellos que se queden de la nueva brecha tecnológica.
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