El Impresionante Mundo de la Robotica

¿Que es la robótica?

La robótica es la rama de la ingeniería mecánica, de la ingeniería eléctrica, de la ingeniería electrónica, de la ingeniería biomédica, y de las ciencias de la computación, que se ocupa del diseño, construcción, operación, estructura, manufactura, y aplicación de los robots.

La robótica combina diversas disciplinas como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial , la ingeniería de control y la física.​ Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.

¿Quien fue el Padre de la Robótica?

Joseph Frederick Engelberger (Nueva York, 26 de julio de 1925-Newtown, 1 de diciembre de 2015)1​ fue un físico, ingeniero y emprendedor estadounidense.

Conocido como el "Padre de la Robótica Industrial".2​3​ Con la autorización de la patente concedida al inventor George Devol, Engelberger desarrolló el primer robot industrial en los Estados Unidos, el Unimate, en la década de 1950. Luego trabajó como emprendedor y gran defensor de la tecnología robótica, además de en fábricas, en diversos campos, incluyendo las industrias de servicios, el cuidado de la salud, y la exploración espacial.

Fechas Importantes en la Historia de la Robótica

• Siglo III a. C. y antes (Yan Shi)

Una de las primeras descripciones de autómatas aparece en el texto Lie Zi, atribuido a Lie Yukou (ca. 350 a. C.), en el que describe el encuentro, ocurrido varios siglos antes, entre el rey Mu de Zhou (1023-957 a. C.) y un «artífice» conocido como Yan Shi. En este encuentro Shi presenta al rey una supuesta obra mecánica: una figura humana de tamaño natural.

• Siglo I a. C. y antes (Ctesibio de Alejandría, Filón de Bizancio, Herón de Alexandria, y otros)

Autómata

Descripciones de más de 100 máquinas y autómatas, incluyendo un artefacto con fuego, un órgano de viento, una máquina operada mediante una moneda, una máquina de vapor, en Pneumática y Autómata de Herón de Alejandría

• 420 a. C. (Arquitas de Tarento)

.Un pájaro de madera a vapor que fue capaz de volar.

• 1206 (Al-Jazari)

Banda de robots, autómata de lavado de manos, pavos reales automáticos

Primeros autómatas humanoides creados, banda de autómata programable.

• 1495 (Leonardo da Vinci)

Caballero mecánico

Diseño de un robot humanoide.

• 1738 (Jacques de Vaucanson)

Digesting Duck

Pato mecánico capaz de comer, agitar sus alas y excretar.

• 1800 ( Hisashige Tanaka)

Juguetes Karakuri

Juguetes mecánicos japoneses que sirven té, disparan flechas y pintan.

• 1921 (Karel Čapek )

Rossum's Universal Robots

Aparece el primer automata de ficcion llamador "robot", aparece en R.U.R.

• 1930(Westinghouse Electric Corporation)

Elektro

Se exhibe un robot humanoide en la Exposición Universal entre los años 1939 y 1940.

• 1942(Isaac Asimov)

SPD-13 (apodado "Speedy")

La revista Astounding Science Fiction publica "círculos Viciosos" (Runaround en ingles). Una Historia de ciencia ficción donde se da a conocer las tres leyes de la robótica.

1. Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitirá que un ser humano sufra daño.

2. Un robot debe cumplir las órdenes dadas por los seres humanos, a excepción de aquellas que entrasen en conflicto con la primera ley.

3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la primera o con la segunda ley

• 1948 (William Grey Walter)

Elsie y Elmer

Exhibiendo un robot con comportamiento biológico simple.

• 1956(George Devol)

Unimate

Primer robot comercial, de la compañía Unimation fundada por George Devol y Joseph Engelberger, basada en una patente de Devol.

• 1961(George Devol)

Unimate

Se instala el primer robot industrial.

• 1963

Primer robot "palletizing."

• 1971 (Unión Soviética)

Mars 3, dentro del programa Mars

El primer robot soviético que aterriza exitosamente en la superficie de Marte pero se perdió el contacto pocos segundos después.

• 1973 (KUKA Robot Group)

Famulus

Primer robot con seis ejes electromecánicos.

• 1975 (Victor Scheinman)

PUMA

Brazo manipulador programable universal, un producto de Unimation.

• 1976 (NASA)

Viking I

Primer robot estadounidense en Marte.

• 1982(Isaac Asimov)

Robbie, SPD-13 (Speedy), QT1 (Cutie), DV-5 (Dave), RB-34 (Herbie), NS-2 (Néstor), NDR (Andrew), Daneel Olivaw

El robot completo (The Complete Robot en inglés). Una colección de cuentos de ciencia ficción de Isaac Asimov, escritos entre 1940 y 1976, previamente publicados en el libro Yo, robot y en otras antologías, volviendo a explicar las tres leyes de la robótica con más ahínco y complejidad moral. Incluso llega a plantear la muerte de un ser humano por la mano de un robot con las tres leyes programadas, por lo que decide incluir una cuarta ley "la ley 0 (cero)."

• 2011(Honda Motor Co. Ltd)

ASIMO

Robot humanoide capaz de desplazarse de forma bípeda e interactuar con las personas.Robot humanoide capaz de desplazarse de forma bípeda e interactuar con las personas.

• 2015(Hanson Robotics Co. Ltd)

Sophia

Robot humanoide capaz de reconocer, recordar caras y simular expresiones.

Clasificación de los robots por generación

Los robots pueden distribuirse por múltiples variables, como hemos dicho, nosotros nos centraremos en la clasificación según sus aplicaciones. Pero primero daremos un vistazo a la ordenación de los robots por generación, el principio de todo.

1a generación

Son los que se conocen como robots manipuladores. Su sistema de control está basado en «paradas fijas». Se utilizan principalmente para mover objetos pero están muy limitados en número de movimientos. Su función principal es la repetición de tareas programadas.

Son llamados manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable. Realizan una tarea según una serie de instrucciones programadas previamente, que ejecutan de forma secuencial. Este tipo de robots dispone de sistemas de control en lazo abierto, por lo que no tienen en cuenta las variaciones que puedan producirse en su entorno

2a generación

Los robots de segunda generación también obtienen información limitada del entorno y son de mayor tamaño. No obstante, sus movimientos son más complejos. Se controlan mediante secuencia numérica. Se usan principalmente en la industria automotriz.

También llamados robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza. Este tipo sí tiene en cuenta las variaciones del entorno. Disponen de sistemas de control en lazo cerrado, con sensores que les permiten adquirir información del medio en que se encuentran y adaptar su actuación a las mismas.

3a generación

Su característica principal es que son reprogramables y son capaces de adquirir alguna percepción de su entorno mediante sensores. Estos robots se controlan con ordenador, es en esta generación donde se desarrollan los lenguajes de programación. Es el principio de los robots inteligentes.

Son también llamados robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios. Utiliza las computadoras para su estrategia de control y tiene algún conocimiento del ambiente local a través del uso de sensores, los cuales miden el ambiente y modifican su estrategia de control, con esta generación se inicia la era de los robots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación para escribir los programas de control. La estrategia de control utilizada se denomina de “ciclo cerrado”.

4a Generación

Llegado a este punto de la clasificación de los robots, podemos hablar de robots inteligentes capaces de controlar el proceso y captar su entorno en tiempo real. Poseen mejores sistemas sensoriales y conceptos de conducta.

Son llamados también robots inteligentes. Son similares a las anteriores pero ademas poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. La cuarta generación de robots, ya los califica de inteligentes con más y mejores extensiones sensoriales, para comprender sus acciones y el mundo que los rodea. Incorpora un concepto de “modelo del mundo” de su propia conducta y del ambiente en el que operan. Utilizan conocimiento difuso y procesamiento dirigido por expectativas que mejoran el desempeño del sistema de manera que la tarea de los sensores se extiende a la supervisión del ambiente global, registrando los efectos de sus acciones en un modelo del mundo y auxiliar en la determinación de tareas y metas.

5a Generación

Directamente relacionada con la inteligencia artificial. El alto desarrollo tecnológico que supone creará una nueva generación de robots. Serán autónomos y estarán capacitados para atender las necesidades de los humanos. La investigación tecnológica trabaja para crear robots capaces de imitar las funciones cognitivas de la mente humana.

Actualmente está en desarrollo esta nueva generación de robots, que pretende que el control emerja de la adecuada organización y distribución de módulos conductuales, esta nueva arquitectura es denominada arquitectura de subsunción, cuyo promotor es Rodney Brooks.

Tipos de Robots

En la actualidad existe una gran variedad de robots con diferentes características, en este caso se menciona un resumen y se proporciona un enlace de cada uno para poder ver más información de estos tipos de robots.

Robot industrial de manipulación: Se podría considerar como una máquina autónoma la cual puede ser reprogramada para que pueda cumplir su función. Este tipo de robots tiene varias articulaciones o ejes que permite posicionar y orientar materiales en el espacio deseado, el movimiento se puede realizar en tres ejes (x,y,z). En el área de robótica industrial podemos encontrar algunos que se están fijos y otros que son móviles

Robots de servicio: Actualmente se utilizan en el hogar para limpieza cuya función puede ser aspiración, barrenderos, limpiadores de piscinas y otros tipos diferentes de robots para especificaciones especiales en la limpieza del hogar. En esta categoría también se encuentran los robots de vigilancia y telepresencia como servicio a la comunidad.

Robots de investigación: En las universidades son muy utilizados diferentes tipos de robots ya sea brazo articulado, móviles, humanoides, hexápodo, etc. Normalmente son empleados para realizar investigación en el área de inteligencia artificial sin alguna aplicación concreta pero también se dan casos en las cuales se realizan investigaciones especiales para la industria privada con aplicaciones concretas.

Robots militares: Principalmente son acompañantes y guías de escuadrones militares en operaciones especiales. Son de diferentes tipos y características los cuales realizan maniobras como desactivación de bombas, estos pueden ser autónomos o manipulados por medio de control remoto, robots de carga y aviones para inspeccionar áreas, para este tipo de tareas podemos encontrar especialmente los drones. El objetivo principal en este tipo de robots con fines militares es para implementarse en la búsqueda y rescate de personas.

Robots médicos: Los podemos encontrar en las instituciones médicas, aunque ya es posible encontrarlos en nuestros hogares en los casos en que el paciente requiere un trato especial, principalmente se emplean en la cirugía donde se utilizan varios brazos robóticos de alta precisión para asistir al cirujano en las operaciones. También se pueden encontrar las prótesis que tienen un sistema de mando y es adaptado fácilmente al cuerpo, consiste en suplantar aquellos órganos o extremidades para un movimiento y funcionamiento correcto. Se podría considerar dentro de esta categoría algunos vehículos autónomos y máquinas para levantamiento de personas.

Nano robots: La nanotecnología es un avance científico y tecnológico para varías ramas de investigación, en este caso tenemos robots que son insertados en el cuerpo humano para combatir diferentes enfermedades.

Robots educacionales: Son empleados particularmente en escuelas en las cuales utilizan Lego Mindstorms, podemos encontrar diferentes categorías para el aprendizaje del alumno.

Robots espaciales: Son utilizados en el espacio, como pueden ser los vehículos que se emplean en el planeta Marte. Tienen un diseño especial para funcionar en entornos o condiciones de baja gravedad.

Juguetes robóticos: Actualmente podemos encontrar muchos tipos de juguetes con tecnología para perseguir o mostrar alguna acción, como por ejemplo el perro robot que te sigue a dónde vas y puedes interactuar con él, también podemos encontrar robots que realizan acciones que expresan alguna emoción a determinadas acciones realizadas por el ser humano. En esta categoría también se podrían considerar los drones.