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Robótica




    Monografía destacada

    1. Concepto de
      robótica
    2. Historia de las tres leyes de
      robótica
    3. La
      prehistoria
    4. Desarrollo
      histórico
    5. Robots, autómatas y
      simples máquinas
    6. Arquitectura de un
      robot
    7. La fuerza y movimiento del
      robot
    8. El sistema
      nervioso
    9. El mercado de los
      robots
    10. Aplicaciones
      industriales
    11. Contexto actual de la
      Robótica
    12. Conclusión
    13. Bibliografía
    14. Anexo

    1.
    Introducción

    No hay solución posible. Cuando se habla de
    robótica con alguien, casi se puede ver en
    los ojos del interlocutor la imagen e C3PO
    hablando sin parar cuatrocientos idiomas a la vez y corriendo de
    un lado para otro delante o detrás del Jedi de
    turno.

    Aunque las películas y novelas de
    ciencias
    ficción han logrado que la robótica comience a
    interesar a una cantidad cada vez más numerosa de
    personas, por desgracia la robótica actual dista mucho de
    haber evolucionado hasta el punto que se nos mostraba en la
    trilogía de "La guerra de las
    galaxias".

    En este proyecto vamos a intentar dar un repaso a la
    situación actual de la robótica, así como a
    analizar los distintos componentes de un robot y los diferentes
    tipos de robot que se pueden encontrar en la
    actualidad.

    2. Concepto de
    robótica

    La Robótica es una ciencia o rama
    de la tecnología, que estudia el diseño
    y construcción de máquinas
    capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano
    o que requieren del uso de inteligencia.
    Las ciencias y tecnologías de las que deriva
    podrían ser: el álgebra,
    los autómatas programables, las máquinas de
    estados, la mecánica o la informática.

    De forma general, la Robótica se define como: El
    conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que
    permiten concebir, realizar y automatizar sistemas basados
    en estructuras
    mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado
    grado de "inteligencia" y destinados a la producción industrial o al
    sustitución del hombre en muy
    diversas tareas.

    Un sistema
    Robótico se puede describirse, como "Aquel que es capaz de
    recibir información, de comprender su entorno a
    través del empleo de
    modelos, de
    formular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su
    operación". La Robótica es esencialmente
    pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los progresos de
    la microelectrónica y de la informática, así
    como en los de nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de
    patrones y de inteligencia
    artificial.

    La historia de la
    Robótica ha estado unida a
    la construcción de "artefactos", muchas veces por obra de
    genios autodidactas que trataban de materializar el deseo humano
    de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del
    trabajo. El
    ingeniero español
    Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a
    distancia para su torpedo automóvil mediante
    telegrafía sin hilodrecista automático, el primer
    trasbordador aéreo y otros muchos ingenios)
    acuñó el término "automática" en
    relación con la teoría
    de la automatización de tareas tradicionalmente
    asociadas a los humanos.

    Si algún autor ha influido sobre manera en la
    concepción del universo de los
    robots de ficción, éste ha sido sin duda alguna
    Isaac Asimos. Muchos otros, desde luego, han escrito sobre
    robots, pero ninguno ha relatado tan minuciosamente las actitudes y
    posibilidades de estas máquinas como lo ha hecho
    él.

    Tanto es así, que el Oxford English Dictionary
    reconoce a Asimos como inventor de la palabra "robótica"
    y, aunque todos conocemos la facilidad de los anglófonos
    para inventar palabras nuevas, no por ello tiene mucho
    mérito.

    Cuando tenía 22 años, Asimos
    escribió su cuarto relato corto sobre robots. El
    círculo vicioso. En boca de unos de sus personajes
    planteó lo que consideraba axiomas básicos para el
    funcionamiento de un robot. Los llamó las Tres
    reglas fundamental de la robótica
    y dicen
    así:

    1. Ningún robot puede hacer daño a un ser humano, o permitir que se
      le haga daño por no actuar.
    2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por
      un ser humano, excepto si éstas órdenes entran
      en conflicto
      con la primera ley.
    3. Un robot debe proteger su propia existencia en la
      medida en que está protección no sea
      incompatible con las leyes
      anteriores.

    En definitiva, las famosas leyes de Asimos son
    aplicables a un universo donde los robots son seres inteligentes,
    pero quedan relegadas a una cartilla de parvulario al enfrentarse
    con la dura realidad. Pero esto son sólo
    anécdotas.

    3. Historia de las tres leyes de
    robótica

    Los primeros Robots construidos, en la tierra,
    eran modelos poco avanzados. Era una época en donde la
    Robopsicología no estaba muy bien desarrollada. Estos
    Robots podían ser enfrentados a situaciones en las cuales
    se vieran en un conflicto con sus leyes. Una de las situaciones
    más sencillas se da cuando un Robot debe dañar a un
    ser humano para evitar que dos o más sufran daño.
    Aquí los Robots decidían en función de
    un criterio exclusivamente cuantitativo, quedando luego
    inutilizados, al verse forzados a violar la primera
    ley.

    Posteriores desarrollos en la Robótica,
    permitieron la construcción de circuitos
    más complejos, y por ende, con una mayor capacidad de
    autorreflexión. Una peculiaridad de los Robots es que
    pueden llegar a redefinir su concepto de "daño"
    según sus experiencias e incluso, llegar a determinar
    niveles de éste. Su valoración de los seres humanos
    también puede ser determinada por el ambiente.

    Es así que un Robot puede llegar a dañar a
    un ser humano por proteger a otro que considere de más
    valía (su amo por ejemplo). También podría
    darse el caso de que un Robot dañara físicamente a
    un ser humano para evitar que otro sea dañado
    psicológicamente, pues llega a ser una tendencia el
    considerar los daños psicológicos más graves
    que los físicos.

    Estas situaciones nunca se hubieran dado en Robots
    más antiguos. Asimov plantea
    en sus historias de Robots las más diversas situaciones,
    siempre considerando las posibilidades lógicas que
    podrían llevar a los Robots a tales
    situaciones.

    Uno puede llegar a encariñarse con los Robots de
    Asimov, él que nos muestra en sus
    historias Robots cada vez más "humanos". En El hombre
    bicentenario, Asimov nos narra la historia de Andrew
    Martín, nacido Robot, y que luego de una vida de lucha,
    logró morir como un ser humano. Están
    también R. Daneel Olivaw y R. Giskard Reventlov, los
    cuales tienen un papel fundamental en la segunda expansión
    de los seres humanos y la posterior fundación del imperio
    galáctico. Estos dos personajes son importantes en la
    medida en que, siendo los Robots más complejos
    jamás creados, fueron capaces de desarrollar la ley cero
    de la Robótica (Zeroth law):

    "Un Robot no puede hacer daño a la
    humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra
    daño."

    Se supone que la Ley Cero sería el resultado de
    la reflexión filosófica por parte de estos Robots
    más sofisticados.

    R Giskard muere luego de tener que dañar a un ser
    humano en virtud de la ley cero. El problema fundamental de esta
    ley está en el problema para definir "humanidad",
    así como para determinar qué "daña" a la
    humanidad. R. Daneel logró asimilar la ley cero gracias al
    sacrificio de Giskard, convirtiéndose desde entonces en el
    protector de la humanidad. Daneel se convierte en uno de los
    personajes más importantes del ciclo de Trántor
    (formado por los cuentos y
    novelas de Robots, las novelas del imperio, y la saga de las
    fundaciones: 17 libros) siendo
    además el punto que le da continuidad.

    La Robótica abre una nueva y decisiva etapa en el
    actual proceso de
    mecanización y automatización creciente de los
    procesos de
    producción. Consiste esencialmente en la
    sustitución de máquinas o sistemas
    automáticos que realizan operaciones
    concretas, por dispositivos mecánicos que realizan
    operaciones concretas, por dispositivos mecánicos de uso
    general, dotados de varios grados de libertad en
    sus movimientos y capaces de adaptarse a la automatización
    de un número muy variado de procesos y
    operaciones.

    La Robótica se ha caracterizado por el desarrollo de
    sistemas cada vez más flexibles, versátiles y
    polivalentes, mediante la utilización de nuevas
    estructuras mecánicas y de nuevos métodos de
    control y
    percepción.

    La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez
    bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un
    correcto aparato teórico. Sin embargo, algunas cosas que
    para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o coger un
    objeto sin romperlo, requieren una potencia de
    cálculo
    para igualarlas que no esta disponible todavía.

    Sin embargo se espera que el continuo aumento de la
    potencia de los ordenadores y las investigaciones
    en inteligencia artificial, visión artificial y otras
    ciencias paralelas nos permitan acércanos un poco
    más cada vez a los milagros soñados por los
    primeros ingenieros y también a los peligros que nos
    adelanta la ciencia
    ficción.

    4. La prehistoria

    La palabra Robot surge con la obra RUR, los "Robots
    Universales de Rossum" de Carel Capee, es una palabra
    checoslovaca que significa trabajador, sirviente. Sin embargo
    podemos encontrar en casi todos los mitos de las
    diversas culturas una referencia a la posibilidad de crear un
    ente con inteligencia, desde el Popol-Vuh de nuestros antepasados
    mayas hasta el
    Golem del judaísmo.

    Desde la época de los griegos se intentó
    crear dispositivos que tuvieran un movimiento sin
    fin, que no fuera controlado ni supervisado por personas, en los
    siglos XVII y XVIII la construcción de autómatas
    humanoides fabricados con mecanismos de relojería por
    Jacques de Vaucanson, Pierre Henri-Louis, Jaquet- Droz, como el
    escribiente, the Draughtsman, el músico Henri Maillar det
    (1800), Olimpia de la ópera de Offenback de Hoffman,
    fortalecieron la búsqueda de mecanismos que auxiliaran a
    los hombres en sus tareas.

    Estos autómatas desataron controversias alrededor
    de la posible inteligencia que pudieran tener estos dispositivos
    pesadas y en la búsqueda de la posibilidad de crear vida
    artificialmente. El escribiente hacía mofa de la frase de
    Descartes de
    "Pienso luego existo parafraseándola al escribir "Escribo
    luego existo". Los fraudes surgieron como en el caso del
    ajedrecista, en el que un muñeco mecánico daba
    respuesta a jugadas de ajedrez,
    comprobándose más tarde que era un enano encerrado
    en la caja del muñeco el que daba las respuestas y
    movía el muñeco. Todos estos mitos anteceden a la
    obra Kapec, en la que se plantea la construcción de Robots
    para liberar a las personas de la carga pesada de trabajo. Sin
    embargo, esta ficción y la creada por Asimov, junto con
    los desarrollos mecánicos de máquinas como el telar
    de Thaillard, motiva a George Devol a crear el origen de los
    Robots industriales, un manipulador que sería parte de una
    célula de
    trabajo.

    5. Desarrollo histórico

    Desde los primeros autómatas hasa las sondas
    espaciales han pasado varios siglos, pero al hablar de
    inteligencia sólo podremos mirars unos treinta años
    atrás. Han sido pocos años, pero muy intensos y el
    interés
    que ha despertado en todo el mundo es superior a cualquier
    previsión que se pudiera formular en su nacimiento y
    concepción inicial, siguiendo un proceso paralelo a la
    introducción de las computadoras
    en las actividades cotidianas de la vida humana, aunque si bien
    los Robots todavía no han encontrado la forma de
    inserción en los hogares pero sí son un elemento ya
    imprescindible en la mayoría de las industrias.

    Podemos contemplar la Robótica como una ciencia
    que, aunque en ella se han conseguido grandes avances, ofrece aun
    un amplio campo para el desarrollo y la innovación
    tecnológica y es precisamente este aspecto el que
    motiva a muchos investigadores y aficionados a los Robots a
    seguir adelante planteando Robots cada vez mas evolucionados y
    complejos.

    Los aficionados a los Robots también juegan un
    papel muy importante en el desarrollo de la Robótica, ya
    que son éstos los que, partiendo de una afición
    firme, con sus particulares ideas y al cabo de un cierto tiempo de
    pruebas y
    progresos, han podido desarrollar sus teorías
    y, con ello, crear precedentes o mejorar aspectos olvidados,
    así como solucionar problemas no
    previstos inicialmente.

    5.1 El monje
    cibernético

    El primer autómata digno de mención del
    que noticias
    existen, se cree que fue construido por Giovanni Torriani durante
    la primera mitad del siglo XVI. El invento, que simula la figura
    de un monje de la época, funcionaba mediante un mecanismo
    de resorte al que se le daba cuerda con una llave.

    El monje era capaz de girar e inclinar la cabeza, mover
    los ojos de un lado para otro, abrir la boca ygolpearse el pecho
    con la mano derecha mientras subía y bajaba la
    izquierda.

    5.2 El pato que
    evacuaba

    El pato automático de Jacques Vaucanso, invento
    mecánico se construyó en 1738 con el
    propósito venerable de recaudar dinero para su
    inventor.

    El patito, construido en cobre puro y
    duro, no sólo graznaba, se bañaba y bebía
    agua sino que
    comía grano, lo digería y, aún no contento,
    lo evacuaba.

    Tras andar perdido durante treinta y tantos años,
    un suizo llamado Reichsteiner logró hallarlo y reconstruir
    sus más de 4000 piezas. Después de su debut en la
    Scala de Milán ya en el siglo pasado, el animalito
    volvió a perderse y hoy en día su paradero es un
    misterio.

    5.3 La muñeca
    escribana

    Fue a principios del
    siglo pasado cuando un mecánico llamado Maillardet
    creó un autómata capaz de escribir. La aplicada
    máquina, de apariencia femenina, podía escribir en
    inglés
    y francés y además hasta dibujaba
    paisajes.

    Unos años más tarde la autómata
    escribana quedó destruida y en 1812 se reconstruyó
    con una nueva identidad y
    pasó a ser conocida como "La muñeca de
    Filadelfia".

    5.4 Primeras
    aproximaciones

    Pero es ya en nuestro siglo cuando los automatismos
    empiezan a tomarse un poco en serio y a ser utilizados en
    aplicaciones prácticas.

    Como sucede siempre que la necesidad apremia, durante la
    Segunda Guerra Mundial,
    los científicos tuvieron que ingeniárselas para
    poder manejar
    sin perjuicio los elementos radiactivos.

    Se construyeron con este fin los llamados teleoperadores
    que, aún lejos de ser robots, son la primera
    aproximación conseguida por los ingenieros. Se basaban en
    dispositivos mecánicos que eran capaces de reproducir las
    acciones
    realizadas por un operador situado a distancia. El efecto era
    como tener brazos y manos muy largas.

    Algunos años después, los dispositivos
    mecánicos se sustituyeron por conexiones
    eléctricas, quedando algo menos ortopédico y
    más parecido a los robots que conocemos en la
    actualidad.

    5.5 Una industria
    incipiente

    Se puede hablar, sin embargo, de una industria de los
    robots hasta principios de los años setenta.

    Joseph F. Engelberger, fue el primero en reconocer el
    potencial que encerraban las máquinas automatizadas. El
    mismo Engelberger confesó que fue la lectura del
    libro YO
    ROBOT, de nuestro amigo Asimos, la que llevó a dedicar su
    vida a la robótica.

    Engelberger, que por entonces (los años 50)
    cursaba estudios en la Universidad de
    Columbia, coincidió en un cóctel con un inventor
    también apasionado por los robots. Su nombre era George C.
    Devol.

    El espíritu comercial de Engelberger unido a las
    patentes de Devol dieron como resultado el inicio de una
    industria que ni siquiera sus creadores pudieron imaginar hasta
    dónde iba a llegar.

    Juntos fundaron la compañía
    Unimation dedicada a la creación de patentes
    de máquinas automatizadas. A principios de los años
    setenta habían diseñado y producido un
    montón de maquinaria automática de todo
    tipo.

    Pero no tenían resueltos los problemas con las
    computadoras utilizadas para el control de los robots, por aquel
    entonces nada manejables y aún demasiado caros. La
    aparición del microchip acabó con su pesadilla, y a
    partir de entonces Unimation se convirtió en una de las
    empresas
    más rentables de todo el mundo. Por ello se otorgaron
    Engerlberger y Devol los bien merecidos títulos de "padre"
    y "abuelo" de la Robótica Industrial.

    5.6 El gran boom del
    imperio

    En 1970 se organiza el primer Simposio
    Internacional de Robots Industriales, ISIR.

    Las asociaciones más importantes de esa
    época eran: JIRA (Japan Industrial Robot Association), la
    RIA (Robot Industries Association) y la BRA (British Robot
    Association).

    Paralelamente, las patentes y los robots seguían
    proliferando. Se empezaba a hablar de cálculo de
    trayectorias, sensorización, retroalimentación y sistemas
    servodirigidos.

    5.7 Algunos nombres y
    fechas

    Tras el primer desarrollo de Unimation basado en una de
    las patentes de Devol (denominada "dispositivo de transferencia
    programada articulada") todo fueron robots por aquí y por
    allá.

    En 1962, H.A. Ernst publicó el desarrollo de una
    mano mecánica controlada por una computadoa. La
    MH-1 era capaz de "sentir" bloques y apilarlos sin la ayuda de
    ningún operario. Por la misma fecha, Tomovic y Boni
    diseñaron otra mano capaz de detectar el tamaño y
    peso de un objeto.

    Como diseñar manos parecía poco, al
    año siguiente se lanzó al mercado el primer
    prototipo comercial de bazo articulado. Lo creó la
    American Machina y Foundry Company, y se llamó
    VESATRAN.

    Algunos años después, en 1968, el Laboratorio de
    Inteligencia Artificial de Standford decide poner a una computadora
    ojos y oídos (cámaras y micrófonos) y
    añadir algo de inteligencia aunque fuese artificial. Los
    ingenieros de robots ven en este avance la posibilidad de sacar a
    sus máquinas de la oscuridad y el silencio y no se lo
    piensan dos veces.

    La compañía Kawasaki Heavy Industries
    negocia una licencia con Unimation y en 1970 desarrollan el
    primero robot articulado provisto de una cámara y
    controlado por una computadora. Lo llamaron el brazo
    Stanford
    y era capaz de apilar bloques según una
    estrategia
    trazada y de forma inteligente.

    El éxito
    obtenido por este proyecto llevó a considerar el control
    por la computadora
    y la sensorización como partes fundamentales de un sistema
    robotizado, y cualquier robot que se preciase, debía
    incluir ambos.

    A partir de la segunda mitad de los setenta todo
    evolucionó mucho más deprime. Ingenieros de la IBM
    desarrollaron en 1975 un manipulador inteligente con sensores de
    contacto y fuerza. En el
    MIT (Instituto Tecnológico de Massachussets) se trabajaba
    en aspectos de inteligencia artificial. Y el Jet
    Propulsión Laboratory desarrollaba técnicas
    de control sobre el brazo Stanford para proyectos
    espaciales.

    6. Robots, autómatas y simples
    máquinas

    Hay que desmitificar la mala creencia general formada en
    la sociedad
    acerca de la palabra "Robot" a raíz de simples
    películas de ciencia-ficción ya que los Robots no
    son malvados por naturaleza,
    sólo son los lo que los hombres quieran que lleguen a ser.
    Aun así, el mundo del cine ha
    expuesto a lo largo del tiempo ejemplos de Robots con conductas
    buenas.

    Ilustración 1
    -Robot-

    Robot fabricado por Toyota

    6.1 Definición de
    robot

    Dar una definición concreta de robot no es
    sencillo. Resulta tan complicado como intentar definir por
    ejemplo, la diversión o el aburrimiento; se conoce si algo
    es divertido o aburrido, pero es largo explicarlo con
    palabras.

    Un Robot es un dispositivo generalmente mecánico,
    que desempeña tareas automáticamente, ya sea de
    acuerdo a supervisión humana directa, a través
    de un programa
    predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales,
    utilizando técnicas de inteligencia artificial.
    Generalmente estas tareas reemplazan, asemejan o extienden
    el trabajo
    humano, como ensamble en líneas de manufactura,
    manipulación de objetos pesados o peligrosos, trabajo en
    el espacio, etc.

    Un Robot también se puede definir como una
    entidad hecha por el hombre con un cuerpo y una conexión
    de retroalimentación inteligente entre el sentido y la
    acción
    (no bajo la acción directa del control humano).
    Usualmente, la inteligencia es una computadora o un
    microcontrolador ejecutando un programa. Sin embargo, se ha
    avanzado mucho en el campo de los Robots con inteligencia
    alámbrica. Las acciones de este tipo de Robots son
    generalmente llevadas a cabo por motores o
    actuadores que mueven extremidades o impulsan al
    Robot.

    La RIA (Robot Industries Association) lo define
    así: un robot es un manipulador reprogramable y
    multifuncional, diseñado para mover cargas, piezas,
    herramientas o
    dispositivos especiales, según trayectorias variadas y
    programadas.
    En resumen se puede decir:

    * Su característica fundamental es poder
    manejar objetos (o sea, manupulador). Un robot se diseña
    con este fin, teniendo en cuenta que ha de ser muy
    versátil a la hora de utilizar herramientas y
    manejarlas.

    * La segunda pecularidad que a diferencia de otras
    máquinas automáticas es su capacidad para realizar
    trabajos completamente diferentes adaptándose al medio, e
    incluso pudiendo tomar decisiones. A eso es a lo que se refiere
    lo de multifuncional y reprogramable.

    Los Web bots son
    conocidos como Robots, pero existen solamente en código,
    y se mueven a través de páginas
    Web obteniendo información. Tales entidades son
    normalmente llamadas agentes de software para ser
    distinguidos de un Robot que posee cuerpo.

    Esta definición está muy abierta, ya que
    hasta una secadora de cabello satisface este criterio. Por lo
    tanto, los robotistas han extendido la definición
    añadiendo el criterio de que los Robots deben ser
    entidades que lleven a cabo más de una acción. Por
    lo tanto, las secadoras de cabello y entidades similares de una
    sola función son reducidas a una Control de
    problemas.

    Así mismo, el término Robot ha sido
    utilizado como un término general que define a un hombre
    mecánico o autómata, que imita a un animal ya sea
    real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas
    máquinas que reemplazan directamente a un humano o animal
    en el trabajo o el juego. Esta
    definición podría implicar que un Robot es una
    forma de biomimetismo.

    6.2 Marcando
    diferencias

    Existe otra categoría de máquinas llamadas
    Autómatas Programables muy relacionadas con
    el mundo de los robots, pero que no pueden confundirse con
    ellos.

    Un Autómata Programable es cualquier
    máquina electrónica diseñada para controlar
    en tiempo real un proceso. El autómata carece de
    inteligencia como tal y reacciona exactamente igual ante sucesos
    iguales.

    Es frecuente que un autómata forme parte de un
    sistema robotizado, dedicándose a controlar las señales
    del proceso y dirigiendo las actuaciones del brazo manipulador.
    Estos robots son completamente mecánicos en sus acciones
    y, por supuesto, nada inteligentes.

    6.3 Clasificación de
    los robots

    Ningún autor se pone de acuerdo en cuántos
    y cuáles son los tipos de robots y sus
    características esenciales. La más común es
    la que continuación se presenta:

    1ª Generación. Manipuladores. Son
    sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo
    sistema de control, bien manual, de
    secuencia fija o de secuencia variable.

    2ª Generación. Robots de aprendizaje.
    Repiten una secuencia de movimientos de movimientos que ha sido
    ejecutada previamene 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.

    3ª Generación. 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.

    4ª Generación. Robots inteligentes.
    Son similares a los anteriores, pero además poseen
    sensores que envían información a la computadora de
    control sobre el estado del
    proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el
    control del proceso en tiempo real.

    6.4 Clasificación de
    los robots según su arquitectura

    La arquitectura, es
    definida por el tipo de configuración general del Robot,
    puede se 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 estructurales.

    Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo
    la 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
    .

    6.4.1
    Poliarticulados

    Bajo este grupo
    están los Robots de muy diversa forma y
    configuración cuya característica común es
    la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente
    pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y
    estar estructurados para mover sus elementos terminales en un
    determinado espacio de trabajo según uno o más
    sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados
    de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los
    Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando
    es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o
    alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría
    vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.

    Ilustración 2 – Poliarticulados

    Robot industrial Puma

    6.4.2
    Moviles

    Son Robots con grandes capacidad de desplazamiento,
    basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor
    de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o
    guiándose por la información recibida de su entorno
    a través de sus sensores. Las tortugas motorizadas
    diseñadas en los años cincuentas, fueron las
    precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia
    artificial desarrollados entre 1965 y 1973 en la Universidad de
    Stranford.

    Estos Robots aseguran el transporte de
    piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación.
    Guiados mediante pistas materializadas a través de la
    radiación
    electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a
    través de bandas detectadas fotoeléctricamente,
    pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están
    dotados de un nivel relativamente elevado de
    inteligencia.

    6.4.3
    Androides

    Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente
    la forma y el comportamiento
    cinemática del ser humano. Actualmente los
    androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados
    y sin utilidad
    práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y
    experimentación.

    Uno de los aspectos más complejos de estos
    Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los
    trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este
    caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo
    real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del
    Robot.

    Ilustración 3
    -Asimo-

    6.4.4
    Zoomorficos

    Los Robots zoomórficos, que considerados en
    sentido no restrictivo podrían incluir también a
    los androides, constituyen una clase
    caracterizada principalmente por sus sistemas de
    locomoción que imitan a los diversos seres
    vivos.

    A pesar de la disparidad morfológica de sus
    posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a
    los Robots zoomórficos en dos categorías
    principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots
    zoomórficos no caminadores está muy poco
    evolucionado. Cabe destacar, entre otros, los experimentados
    efectuados en Japón
    basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados
    axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de
    rotación. En cambio, los Robots zoomórficos
    caminadores multípedos son muy numeroso y están
    siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al
    desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos,
    piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en
    superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots
    serán interesantes en el campo de la exploración
    espacial y en el estudio de los volcanes.

    Ilustración 4 -Sanddragon,
    Microbot con ruedas tipo tanque-

    6.4.5
    Hibridos

    Estos Robots corresponden a aquellos de difícil
    clasificación cuya estructura se
    sitúa en combinación con alguna de las anteriores
    ya expuestas, bien sea por conjunción o por
    yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado
    articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos
    de los Robots móviles y de los Robots
    zoomórficos.

    De igual forma pueden considerarse híbridos
    algunos Robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo
    formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de
    los Robots industriales.

    En parecida situación se encuentran algunos
    Robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como
    móviles ni como androides, tal es el caso de los Robots
    personales.

    Las características con las que se clasifican
    principalmente

    • Propósito o función
    • Sistema de coordenadas empleado
    • Número de grados de libertad del efecto
      formal
    • Generación del sistema control.

    1) Clasificación basada en su propósito o
    función:

    a) Industriales

    b) Personales/ Educativos

    c) Militares–vehículos
    autónomos

    Los elementos que constituyen un Robot industrial
    son:

    1) Efectores finales Brazos manipuladores Controladores
    Sensores Fuentes de
    poder.

    2) Clasificación de los Robots basados en las
    generaciones de sistemas de
    control.

    La primera generación: El sistema
    de control usado en la primera generación de Robots esta
    basado en la "paradas fijas" mecánicamente. Esta
    estrategia es conocida como control de lazo abierto o control
    "bang bang". Podemos considerar como ejemplo esta primera etapa
    aquellos mecanismos de relojería que permiten mover a las
    cajas musicales o a los juguetes de
    cuerda. Este tipo de control es muy similar al ciclo de control
    que tienen algunos lavadores de ciclo fijo y son equivalentes en
    principio al autómata escribiente de HM Son útiles
    para las aplicaciones industriales de tomar y colocar pero
    están limitados a un número pequeño de
    movimientos.

    Ilustración 5

    En este Robot el efector final consiste
    de una serie de sensores que puede tener diversas aplicaciones
    (medición, inspección)

    La segunda generación utiliza una estructura de
    control de ciclo abierto, pero en lugar de utilizar interruptores
    y botones mecánicos utiliza una secuencia numérica
    de control de movimientos almacenados en un disco o cinta
    magnética. El programa de control entra mediante la
    elección de secuencias de movimiento en una caja de
    botones o a través de palancas de control con los que se
    "camina", la secuencia deseada de movimientos.

    El mayor número de aplicaciones en los que se
    utilizan los Robots de esta generación son de la industria
    automotriz, en soldadura,
    pintado con "spray". Este tipo de Robots constituyen la clase
    más grande de Robots industriales en EU., incluso algunos
    autores sugieren que cerca del 90 % de los Robots industriales en
    EU pertenecen a esta 2ª generación de
    control

    La tercera generación de Robots 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"

    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.

    La quinta generación, actualmente está en
    desarrollo esta nueva generación de Robots, que pretende
    que el control emerja de la adecuada organización y distribución de módulos
    conductuales.

    7. Arquitectura de un robot

    Fijarse sólo en el brazo articulado de un robot
    sería como juzgar a alguien única y exclusivamente
    por el tamaño de su nariz.

    Además del brazo, hay otras cuatro partes
    esenciales en un sistema robotizado que son las siguientes:
    el controlador, los actuadotes y reguladores, el elemento
    Terminal y los sensores
    .

    7.1 Las partes de un
    sistema robotizado

    En definitiva, un robot ha evolucionado como una
    réplica de sus creadores, salvando las distancias. El
    conjunto guarda cierta similitud con nuestro propio
    cuerpo.

    Manos y brazos se ven reflejados en las partes
    mecánicas: el manipulador y la herramienta. Los
    músculos serían los actuadotes y las terminaciones
    nerviosas, los reguladores.

    El cerebro
    (equivalente del controlador) es el encargado de enviar las
    órdenes a los músculos a través de las
    terminaciones nerviosas y de recibir información a
    mediante los sentidos
    (sensores).

    Finalmente, la manera de pensar y actuar vendría
    determinada por el software de control residente en la
    computadora.

    7.2 La unión hace
    la fuerza

    Todos los elementos son importantes para el buen
    funcionamiento del conjunto.

    La unión entre cada una de estas partes suelen
    ser manojos gordísimos de cables que se entrecruzan por
    todos lados.

    7.3 Sistemas
    realimentados

    Nuestros sentidos toman información, que
    aprovecha el cerebro para dirigirnos correctamente a
    través de la calle. Este esquema es válido
    también para un sistema robotizado.

    En la
    ilustración 6 se muestra cómo los sensores del
    root recogen información y la envían a la
    computadora para que este pueda conocer con exactitud la
    situación en cada instante. La computadora procesa los
    datos
    recibidos y adapta el movimiento de control realimentado, se dice
    que el sistema funciona en lazo cerrado.

    En cambio, un sistema no sensorizado daría lugar
    a un control no realimentado y, por tanto, en lazo abierto.
    Éstos se caracterizan por la falta de adaptabilidad al
    medio; o, lo que es lo mismo, ante las mismas órdenes de
    entrada su comportamiento será el mismo, sin tener en
    cuenta lo que le rodea en esos momentos.

    7.4 Proceso
    completo

    Desde que se plantea un problema hasta que se resuelve
    con la ayuda de un robot, hay que seguir varios pasos:

    1. Delimitar claramente el problema para decidir si la
      utilización de un sistema robotizado es conveniente
      (o sea, si es económico y eficaz).

      1. Tipo de herramientas que debe
        utilizar
      2. Movimientos que ha de realizar
      3. Velocidad de esos movimientos
      4. Fuerza que ha de tener
      5. Método de programación del robot
      6. Coste y mantenimiento
    2. Se eligirá el tipo de robot según las
      características requeridas; esto es:
    3. Diseño de soluciones
      con el modelo concreto
      de robot elegido.
    4. Fase de pruebas y mejora de las
      soluciones.
    5. Implementación real in situ del sistema
      robotizado y estudio de comportamiento.

    8. La fuerza y movimiento del robot

    Aunque C3PO tenía dos brazos y dos piernas y casi
    podía correr, nuestros robots actuales no tienen tanta
    suerte. Generalmente están formados por un brazo que
    utilizan para manejar las herramientas.

    Este brazo y sus herramientas son movidos por
    dispositivos denominados actuadotes, que pueden ser de origen
    eléctrico,neumático o bien
    hidráulico.

    8.1 El brazo o
    manipulador

    La estructura mecánica del manipulador puede ser
    tan variada como los fabricantes que las hacen. Pero generalmente
    se pueden distinguir cuatro partes principales en el manipulador:
    el pedestal, el cuerpo, el brazo y el antebrazo. (Ilustración 8).

    Las articulaciones
    entre las distintas partes rígidas del brazo pueden ser
    giratorias (como las del brazo humano) o deslizantes (si hay
    traslación de las partes). El número de elementos
    del brazo y sus articulaciones determinan una
    característica propia de cada robot. Al número de
    movimientos espaciales independientes entre sí se le
    denomina grados de libertad.

    8.2 Campo de
    acción

    Debido a la estructura de las articulaciones y al
    número de ellas existente, el brazo del robot puede llegar
    a alcanzar ciertos puntos del espacio, pero nunca todos. Al
    conjunto de los puntos del espacio que el robot puede alcanzar
    con su herramienta se le denomina campo de
    acción
    , y es una característica propia de
    cada robot.

    Los fabricantes nos ofrecen en sus catálogos todo
    un montón de dibujitos en los que podemos ver las zonas
    que el robot alcanza y las que no.

    8.3 Más
    características

    Hay otras tres características que definen la
    calidad del
    movimiento de un robot:

    • Resolución (o
      precisión)
      . Es el mínimo movimiento que
      puede realizar el robt expresado en
      milímetros.
    • Repetitividad. Es una medida estadística del error que comete un
      robot al colocarse repetidas veces en un mismo
      punto.
    • Exactitud. Es una medida de la
      distancia que hay entre el punto donde se ha colocado el
      extremo del brazo y el punto real donde debería
      haberlo hecho.

    9. El sistema
    nervioso

    Al igual que nuestro cerebro envía impulsos
    nerviosos a nuestros músculos para que éstos se
    muevan, el robot requiere que una computadora central decida
    qué pasos hay que seguir para llevar a cabo una tarea
    concreta.

    La espina dorsal del robot son los reguladores.
    Dependiendo del actuador utilizado, el control se
    realizará a través de un programa o bien mediante
    programa y circuitos a la vez.

    9.1 La función de
    los reguladores

    La misión de
    los actuadotes es alcanzar un estado determinado cuya referencia
    le viene impuesta por la unidad de control. Ese estado puede ser
    bien alcanzar una posición determinada, o bien adquirir
    cierta velocidad. Si
    son actuadotes eléctricos (motores) esto se hará
    girando. Si son hidráulicos o neumáticos, se
    enviará mayor o menor presión al
    fluido compresor.

    Al controlador principal le interesa que su orden se
    cumpla exactamente y en el menor tiempo posible, sin que tenga
    necesidad de ocuparse de ello. Y ésta es la misión
    de los reguladores.

    10. El mercado de los robots

    Ya puedes imaginarte que elegir un robot no es como ir
    al supermercado y meter en la cesta un kilo de peras. Es
    necesario conocer a la perfeccion el tipo de aplicaciones donde
    se van a emplear el robot y cuales han de ser sus
    caracteristicas.

    Campo de acción, grados de libertad,
    presición, repetitividad, velocidad de movimientos,
    fuerza, lenguajes de programación, tipos de accionamentos,
    capacidad de comunicación, mantenimiento
    y coste son algunas de las caracteristicas con las quenos
    obsequia un fabricante cuando le pedimos un catalogo. La
    elección no es fácil.

    10.1
    Unimation

    Americana y fundadora por J. Engerber a principios de
    los 60, fue la empresa
    pionera en fabricación de robots industriales.

    Los robots mas importantes patentados por Unimation han
    sido:

    Unimate. Es un robot hidraulico, de
    estructura espacial de tipo polar, que en su version frande
    (Unimate 4000) es utilizado sobre todo en forja, fundicion y
    soldadura. Las versiones mas pequeñas (Unimate 1000 y
    2000) se utilizan en alimentación de
    maquinaria y manipulación.

    Puma. Los robots Puma son la version
    electrica de los Unimate. Son articulares y existen varias
    versiones (Puma 260,560,761 y 762), utilizdas todas ellas en
    ensamblaje y manipulación.

    10.2 Cincinnati
    Milacron

    Es el fabricante mundialmente conocido por sus
    máquinas herramienta. A partir de 1981 comenzo a fabricar
    robots eléctricos similares a los de Unimation pero de
    menor capacidad de carga.

    Actualmente tiene dos modelos en el mercado, el T3 y el
    HT3 (el segundo algo mayor que el primero). Ambos son utilizados
    en aplicaciones de soldadura y manipulacion.

    10.3
    ASEA

    Esta firma es un ejemplo de que las tecnologías
    europeas no es nada despreciable. Asea fue una empresa
    dedicada inicialmente a la construcción de maquinaria
    eléctrica que, a finales de los 60, desarrollo un robot
    eléctrico para automatizar sus propios procesos de
    producción.

    Posee una amplia gama de modelos (IRB 60, IRB 90,IRB
    1000, etc.), todos ellos de tamaño medio o grande y, por
    su versatilidad, utilizados en casi cualquier tipo de proceso
    (mercanizado, fundicion, soldadura, manupulacion,
    etcétera).

    10.4
    Hitachi

    Esta es una firma japonesa dedicada a una gran variedad
    de productos, en
    su mayoría electrónicos. Su división de
    robótica tampoco se ha queda atrás.

    El modelo A 4010 comercializado por esta casa es un
    robot pequeño, de tipo Scara (coordenadas cartesianas) que
    se utiliza para manipulación y emsablajes precisos. El
    modelo Process no es tampoco demasiado grande, es de tipo
    articulado y se utiliza en el mismo tipo de procesos que el
    anterior.

    11. Aplicaciones industriales

    Un Robot industrial es un manipulador automático
    reprogramable y multifuncional, que posee ejes capaces de agarrar
    materiales,
    objetos, herramientas mecanismos especializados a través
    de operaciones programadas para la ejecución de una
    variedad de tareas como se puede apreciar, estas definiciones se
    ajustan a la mayoría de las aplicaciones industriales de
    Robots salvo para las aplicaciones de inspección y para
    los Robots móviles (autónomos) o Robots
    personales.

    Para Firebaugh un Robot es una computadora con el
    propósito y la capacidad de movimiento.

    11.1 ¿Qué es
    un Robot Industrial?

    Un Robot industrial es una máquina que puede
    efectuar un número diverso de trabajos
    automáticamente mediante una programación
    informática previa. Se caracteriza por tener una
    estructura en forma de brazo mediante el cual puede usar
    diferentes herramientas o aprehensores situados como elemento
    terminal de éste. Además, es capaz de tomar
    decisiones en función de la información procedente
    del exterior.

    El Robot industrial forma parte del progresivo
    desarrollo de la automatización industrial, favorecido
    notablemente por el avance de las técnicas de control por
    computadora, y contribuye de manera decisiva la
    automatización en los procesos de fabricación de
    series de mediana y pequeña escala.

    La fabricación en series pequeñas
    había quedado hasta ahora fuera del alcance de la
    automatización, debido a que requiere una
    modificación rápida de los equipos
    producción.

    El Robot, como manipulador reprogramable y
    multifuncional, puede trabajar de forma continua y con
    flexibilidad. El cambio de herramienta o dispositivo
    especializado y la facilidad de variar el movimiento a realizar
    permiten que, al incorporar al Robot en el proceso productivo,
    sea posible y rentable la automatización en procesos que
    trabajan con series más reducidas y gamas más
    variadas de productos.

    11.2 Estructura
    mecánica de un Robot Industrial:

    1.- Manipulador o brazo
    mecánico.

    El manipulador consta de un conjunto de herramientas
    interrelacionadas que permiten los movimientos del elemento
    terminal del brazo del Robot. Consta de una base para sujetarse a
    una plataforma rígida (como el suelo), un cuerpo donde se
    suele integrar la mayor parte del hardware interno que lo
    hará funcionar (circuitería, placas impresas,
    etc.), un brazo para permitir un gran movimiento e 3 dimensiones
    y un antebrazo para hacer también movimientos en 3
    dimensiones aunque diferenciales (muy pequeños) y de mucha
    precisión, tal que puede llegar a los nanómetros,
    es decir, a 0'000001mm.

    2.- Controlador basado en un sistema computador.

    El controlador es un computador que gobierna el
    funcionamiento de los órganos motrices y recoge la
    información de los sensores. También se encara de
    realizar todo tipo de cálculos y tomas de decisión
    según el programa en ejecución. Gracias a la
    adaptación de microprocesadores
    (circuitos
    integrados que tienen unida la CPU del
    computador) en los circuitos electrónicos se está
    mejorando notablemente potencia de los controladores.

    3.- Elemento terminal.

    En la muñeca del manipulador se acopla una
    herramienta que será la encargada de desenvolver las
    tareas. Aunque tiene un peso y medida reducida, a veces debe
    suportar una elevada carga.

    4.- Sensores.

    Los Robots de última generación tienen la
    capacidad de relacionarse con el mundo exterior en tiempo real
    con el fin de obtener planos de acciones específicas en
    función de las circunstancias exteriores que los
    rodean.

    11.2 Objetivos
    más destacables de un Robot Industrial:

    1.-Aumentar la productividad.

    2.-Evitar la realización de trabajos pesados y
    repetitivos para el ser humano.

    3.-Amortizarse rápidamente por
    sustitución de la mano de obra obteniendo, así, una
    mayor duración de las herramientas, más
    precisión en los trabajos realizados, menos pérdida
    de material y reducido mantenimiento.

    4.-Realización de tareas en condiciones y
    ambientes peligrosos para el ser humano (hostiles, a muy altas o
    muy bajas temperaturas, en otros planetas,
    etc.).

    12 Contexto actual de la
    Robótica

    En el contexto actual la noción de
    Robótica implica una cierta idea preconcebida de una
    estructura mecánica universal capaz de adaptarse, como el
    hombre, a muy diversos tipos de acciones y en las que concurren,
    en mayor o menor grado según los casos, las
    características de movilidad, programación,
    autonomía y multifuncionalidad.

    Pero en sentido actual, abarca una amplia gama de
    dispositivos con muy diversos trazos físicos y funcionales
    asociados a la particular estructura mecánica de aquellos,
    a sus características operativas y al campo de
    aplicación para el que se han concebido. Es además
    evidente que todos estos factores están íntimamente
    relacionados, de tal forma que la configuración y el
    comportamiento de un Robot condicionan su adecuación para
    un campo determinado de aplicaciones y viceversa, y ello a pesar
    de la versatibilidad inherente al propio concepto de
    Robot.

    12.1 La
    construcción de un Robot

    La construcción de un Robot, ya sea una
    máquina que camine de forma parecida a como lo hace el ser
    humano, o un manipulador sin rostro para una línea de
    producción, es fundamentalmente un problema de control.
    Existen dos aspectos principales: mantener un movimiento preciso
    en condiciones que varían y conseguir que el Robot ejecute
    una secuencia de operaciones previamente determinadas. Los
    avances en estos dos campos (el primero es esencialmente un
    problema matemático, y el segundo de tecnología)
    suministran la más grande contribución al
    desarrollo del Robot moderno.

    Los manipuladores propiamente dichos representan, en
    efecto, el primer paso en la evolución de la Robótica y se
    emplean preferentemente para la carga-descarga de
    máquinas-herramientas, así como para
    manutención de prensas, cintas transportadores y otros
    dispositivos.

    Actualmente los manipuladores son brazos articulados con
    un número de grados de libertad que oscila entre dos y
    cinco; cuyos movimientos, de tipo secuencial, se programan
    mecánicamente o a través de una computadora. Los
    manipuladores no permiten la combinación simultánea
    de movimientos ni el posicionamiento
    continuo de su efector terminal.

    A pesar de su concepción básicamente
    sencilla, se han desarrollado manipuladores complejos para
    adaptarlos a aplicaciones concretas en las que se dan condiciones
    de trabajo especialmente duras o especificaciones de seguridad muy
    exigentes.

    12.2 Robots de
    última generación

    La empresa Sega Toys
    Ltd. anunció que presentará el 1 de abril un perro
    Robot, mucho más barato que el de Sony Corp. El Robot de
    Sega se llamará Poo-Chi y será menos complejo que
    el AIBO de Sony. Por otra parte, costará el equivalente a
    28 dólares mientras que el precio del
    AIBO era de 2.500 dólares.

    Poo-Chi tiene menos capacidad de aprendizaje y
    menos sensibilidad. Pero responde a la luz, al tacto y
    el sonido. Un
    visor colocado en el lugar en que estarían los ojos de un
    perro verdadero muestra formas diferentes para indicar "estados
    de ánimo". El "perrito" mide 17 centímetros y pesa
    365 gramos, y es alimentado por baterías. Sega espera
    vender en un año en Japón un millón de
    unidades.

    Como precedente, los 5.000 AIBO que fabricó Sony,
    a pesar de su precio, se vendieron en cuestión de
    días. Sony hizo 10.000 más y los vendió
    durante un "programa de adopción"
    de una semana en noviembre.

    Actualmente contamos con Robots especializados en
    Televigilancia, Robot que muestran el camino (en museos grandes
    empresas, etc.) a invidentes y/o cualquier tipo de personas,
    también posemos una versión de Robot que lee la
    escritura.

    Pero la empresa se dedica también al
    diseño a medida según las necesidades oportunas de
    los clientes
    (mascotas futuristas, por ejemplo juguetes, diseño de
    Puertas Inteligentes, etc.).

    12.3 Ética de
    Robots

    La preocupación de que los Robots puedan
    desplazar o competir con los humanos es muy común. En su
    serie Yo, Robot, Isaac Asimov
    creó las Tres leyes de la Robótica (que más
    tarde fueron cuatro) en un intento literario por controlar la
    competencia entre
    Robots y humanos. Las leyes o reglas que pudieran o debieran ser
    aplicadas a los Robots u otros "entes autónomos" en
    cooperación o competencia con humanos han estimulado las
    investigaciones macroeconómicas de este tipo de
    competencia, notablemente construido por Alessandro Acquisti
    basándose en un trabajo anterior de John von
    Neumann.

    Actualmente, no es posible aplicar las leyes de Asimov,
    dado que los Robots aun tienen una capacidad muy limitada para
    comprender su significado, evaluar las situaciones de riesgo tanto para
    los humanos como para ellos mismos o resolver los conflictos que
    se podrían dar entre leyes.

    12.4
    Robots contra Humanos

    El Proyecto Universidad Milenio de las Naciones Unidas
    examina la forma en la que los humanos y los Robots se
    relacionarán en el futuro. Uno de sus escenarios de
    análisis, nominalmente puesto en el año 3000, fue
    llamado "La ascensión y caída del Imperio Robot".
    En ese escenario, mirando hacia atrás hasta el día
    de hoy:

    Los Robots evolucionaron como los humanos y se volvieron
    filósofos, bufones, políticos,
    oradores, actores, maestros, acróbatas, artistas, poetas y
    pastores de los menos adeptos humanos. La sociedad tuvo un nuevo
    sistema de castas, y los humanos se convirtieron en una raza
    tolerada y de alguna manera menospreciados por las
    máquinas que pudieron desplazarlos y mejorarlos en
    cualquier medida de fuerza, vitalidad, velocidad y resistencia.

    El argumento más importante hecho en la
    aplicación de la tecnología genética
    para mejorar el desempeño de los humanos mental y
    físicamente fue " nosotros tenemos que mantenernos a la
    par con los Robots". Con los recursos
    escaseando, la selección
    natural y artificial comenzó a operar en una manera seria,
    distribuyendo los recursos disponibles entre aquellos entes que
    eran los más aptos para explotarlos, en su mayor parte,
    los Robots. ¿Cómo pudieron los humanos retomar el
    control? La respuesta fue usar la ingenuidad humana, la creatividad,
    ocultismo, dedicación y distracción. Tomo
    algún tiempo, pero funcionó. Esto al final
    comenzó a estabilizar la población de Robots.

    Muchos desechan tal escenario y lo tachan de optimista y
    muy orientado a la propaganda
    tecnológica. Hay muchos ejemplos de Robots desplazando
    humanos, y, las tecnologías integradas en el Robot
    Depredador y los Misiles Crucero de EEUU son ejemplos altamente
    sofisticados de inteligencia artificial utilizada para asesinar
    humanos.

    Muchos temen a las Armas de
    destrucción masiva basadas en pequeños Robots
    ubicuos.

    Aún sin una programación maliciosa, los
    Robots y los humanos simplemente no tienen la misma tolerancia o
    conocimientos, conduciendo esto a accidentes: En
    Jackson, (Michigan) el 21 de julio de 1984, un Robot
    aplastó a un trabajador contra una barra de
    protección en la que aparentemente fue la primera muerte
    relacionada con un Robot en los EEUU. En LongBets, un mercado de
    futuros, hay predicciones impresionantes que son una autodefensa
    en contra de que los Robots serán un elemento
    estándar en este siglo.

    12.5
    Estándares

    Proyecto Autómata Abierto. El
    propósito de este proyecto es desarrollar software
    modulare y componentes electrónicos, desde los cuales sea
    posible ensamblar un Robot móvil basado en una computadora
    personal que
    pueda ser utilizado en ambientes de casas u oficinas. Todo el
    código fuente es distribuido bajos los términos de
    la Licencia Pública General (GNU).

    Los Robots son usados hoy en día para llevar a
    cabo tareas sucias, peligrosas, difíciles, repetitivas o
    embotadas para los humanos. Esto usualmente toma la forma de un
    Robot industrial usado en las líneas de
    producción.

    Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos
    tóxicos, exploración espacial, minería,
    búsqueda y rescate de personas y localización de
    minas terrestres. La manufactura continúa siendo el
    principal mercado donde los Robots son utilizados. En particular,
    Robots articulados (similares en capacidad de movimiento a un
    brazo humano) son los más usados comúnmente. Las
    aplicaciones incluyen soldado, pintado y carga de
    maquinaria.

    La Industria automotriz ha tomado gran ventaja de esta
    nueva tecnología donde los Robots han sido programados
    para reemplazar el trabajo de los humanos en muchas tareas
    repetitivas. Existe una gran esperanza, especialmente en
    Japón, de que el cuidado del hogar para la
    población de edad avanzada pueda ser llevado a cabo por
    Robots.

    Recientemente, se ha logrado un gran avance en los
    Robots dedicados a la medicina, con
    dos compañías en particular, Computer Motion e
    Intuitive Surgical, que han recibido la aprobación
    regulatoria en América
    del Norte, Europa y Asia para que sus
    Robots sean utilizados en procedimientos de
    cirugía invasiva mínima. La automatización
    de laboratorios también es un área en crecimiento.
    Aquí, los Robots son utilizados para transportar muestras
    biológicas o químicas entre instrumentos tales como
    incubadoras, manejadores de líquidos y
    lectores.

    Otros lugares donde los Robots están reemplazando
    a los humanos son la exploración del fondo oceánico
    y exploración espacial. Para esas tareas, Robots de tipo
    artrópodo son generalmente utilizados. Mark W. Tilden del
    Laboratorio Nacional de los Álamos se especializa en
    Robots económicos de piernas dobladas pero no empalmadas,
    mientras que otros buscan crear la réplica de las piernas
    totalmente empalmadas de los cangrejos.

    Robots alados experimentales y otros ejemplos que
    explotan el biomimetismo también están en fases
    previas. Se espera que los así llamados "nanomotores" y
    "cables inteligentes" simplifiquen drásticamente el poder
    de locomoción, mientras que la estabilización en
    vuelo parece haber sido mejorada substancialmente por giroscopios
    extremadamente pequeños. Un impulsor muy significante de
    este tipo de trabajo es el desarrollar equipos de espionaje
    militar.

    También, la popularidad de series de televisión
    como "Robot Wars" y "Battlebots", de batallas estilo sumo entre
    Robots, el éxito de las Bomba Inteligente y UCAVs en los
    conflictos armados, los comedores de pasto "gastrobots" en
    Florida, y la creación de un Robot comedor de lingotes en
    Inglaterra,
    sugieren que el miedo a las formas de vía artificial
    haciendo daño, o la competencia con la vida salvaje, no es
    una ilusión.

    Dean Kamen, fundador de FIRST, y de la Sociedad
    Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME), ha creado una
    Competencia Robótica multinacional que reúne a
    profesionales y jóvenes para resolver un problema de
    diseño de ingeniería de una manera competitiva. En
    2003 contó a más de 20,000 estudiantes en
    más de 800 equipos en 24 competencias. Los
    equipos vienes de Canadá, Brasil, Reino
    Unido, y EEUU. A diferencia de las competencias de los Robots de
    lucha sumo que tienen lugar regularmente en algunos lugares, o
    las competencias de "Battlebots " transmitidas por televisión, estas competencias incluyen la
    creación de un Robot.

    Los Robots parecen estar abaratándose y
    empequeñeciéndose en tamaño, todo
    relacionado con la miniaturización de los componentes
    electrónicos que se utilizan para controlarlos.
    También, muchos Robots son diseñados en simuladores
    mucho antes de que sean construidos e interactúen con
    ambientes físicos reales.

    13. Conclusión

    Cuando las Máquinas Imitan a los
    Hombres

    Si bien el hombre ha buscado crear máquinas que
    puedan realizar las mismas tareas que él, ahora su meta va
    más allá: lograr que éstas no sólo
    reproduzcan conductas inteligentes, sino que lo hagan utilizan-do
    los mismos principios que se han descubierto en los seres vivos y
    en particular en el hombre.

    Esta ciencia llamada Robótica etológica o
    fisiológica pretende que la naturaleza indique los
    caminos. Estos Robots permiten a los investigadores entender
    algunas funciones
    imposibles de desentrañar directamente a través de
    la experimentación animal.

    14. Bibliografía

    Al día en una hora ROBOTICA,
    Anaya Multimedia,
    Edición
    1995, González José Francisco.

    Robotica
    y microcontroladores, robots lenguaje para la

    Componentes electronicos para la robotica y los microcontroladores, placas de
    desarrollo,programadores, micros, motores, componentes
    varios.
    www.micropic.arrakis.es/

    Robótica

    El siglo XVIII constituye la época del nacimiento de la
    robótica industrial.
    Hace ya más de doscientos años se construyeron unas
    muñecas mecánicas,
    www.chi.itesm.mx/~cim/robind/robotica.html

    Robótica
    – Wikipedia
    La historia de la robótica ha estado unida a la
    construcción de El término
    robótica es acuñado por Isaac Asimov,
    definiendo a la ciencia que estudia a

    es.wikipedia.org/wiki/Robótica

    La
    RobóticaMonografias.com
    La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la
    robótica, La robótica
    como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes
    hace miles de anos.
    www.monografias.com/trabajos6/larobo/larobo

    Tres leyes de la robótica
    Wikipedia
    En la ciencia ficción las tres leyes de la
    robótica son un conjunto de leyes
    Según el propio Asimov, la concepción de las leyes
    de la robótica quería
    es.wikipedia.org/wiki/Tres_leyes_de_la_robótica

    15.
    Anexo

    15.1 Asimo, el
    androide de Honda

    ASIMO: ¿Por que crear un robot
    humanoide?

    El lanzamiento de un robot capaz de moverse, interactuar
    con los seres humanos y ayudarles es, sin duda, una de las
    mayores proezas tecnológicas del siglo XIX.

    El compromiso a largo plazo de Honda en el desarrollo de
    robots humanoides se inició hace dos décadas, y ha
    sido motivado por el deseo de sus ingenieros de responder a un
    desafío mecánico y técnico excepcional en el
    ámbito de la movilidad.

    Honda creó su primer robot andador en 1986. El
    ambicioso programa que siguió a esta creación
    corresponde perfectamente a la filosofía Honda: esforzarse
    por explotar los potenciales de la tecnología punta a fin
    de mejorar el día a día de las personas.

    El objetivo de
    Honda es crear un robot humanoide capaz de interactuar con las
    personas y de ayudarles haciéndoles la vida más
    fácil y agradable. Aunque todavía estamos lejos de
    poder atribuir roles concretos a los robots humanoides,
    podrían utilizarse, por ejemplo, para ayudar e incrementar
    la autonomía de las personas con minusvalías y de
    las personas mayores. Evidentemente, todavía tienen que
    transcurrir muchos años hasta que se pueda cumplir este
    objetivo, pero algunas empresas de Japón ya utilizan los
    servicios de
    ASIMO para funciones promocionales como la recepción de
    visitantes.

    Uno de los robots bipedos mas
    evolucionado del mundo

    ASIMO (acrónimo de "Advanced Step in Innovative
    MObility") es considerado uno de los robots bípedos
    más evolucionados del mundo.

    Para conseguir los movimientos de ASIMO, Honda ha
    estudiado y utilizado como modelo los movimientos coordinados y
    complejos del cuerpo humano.
    Las proporciones y la posición de las articulaciones de
    ASIMO se parecen a las de un ser humano y, en la mayoría
    de los aspectos, el robot realiza un conjunto de movimientos
    comparables a los nuestros.

    Gracias a un nuevo sistema de movilidad avanzado que ha
    implantado Honda, ASIMO no sólo puede avanzar y
    retroceder, sino que también se desplaza lateralmente,
    sube y baja escaleras y se da la vuelta mientras anda. En este
    aspecto, ASIMO es el robot que mejor imita los movimientos de
    avance naturales de los seres humanos.

    En la base de este sistema se encuentra el "avance
    inteligente", una aplicación de Honda que permite a ASIMO
    andar en tiempo real con unos movimientos muy suaves. Esta
    capacidad ha sido posible gracias a una función que
    permite que el robot prevea su próxima posición y
    adapte sus movimientos en consecuencia. Así, a semejanza
    de un ser humano que, al girar una esquina, se inclina para
    desplazar su centro de gravedad hacia el interior, ASIMO
    prevé los pasos que va a tener que realizar y ajusta su
    centro de gravedad de forma adecuada.

    Esta capacidad de previsión de los
    próximos movimientos en tiempo real también le
    permite andar de forma continua. Para trazar una curva, no tiene
    que detenerse, pivotar y retomar la marcha. Puede realizar esta
    trayectoria con un solo movimiento suave e
    ininterrumpido.

    ASIMO : hacia el robot
    inteligente

    Además de los importantes avances realizados en
    el ámbito de la movilidad, el programa de investigación de Honda se ha concentrado en
    el desarrollo inicial de un comportamiento inteligente de
    ASIMO.

    Honda define la inteligencia como la "capacidad de
    establecer estrategias de
    resolución de problemas para lograr un objetivo concreto
    mediante el reconocimiento, el análisis, la
    asociación y la combinación de datos, la planificación y la toma de
    decisiones". Honda es la primera en reconocer que ASIMO
    todavía dista mucho de tener todas estas capacidades, pero
    considera que se han realizado avances importantes.

    Además de las capacidades cognitivas asociadas al
    sistema de "avance inteligente", las versiones de ASIMO que se
    están desarrollando en Japón cuentan con varias
    funciones inteligentes, entre las que destacan la capacidad de
    reconocer a personas, objetos y gestos, calcular las distancias y
    el sentido de desplazamiento de varios objetos.

    Estas informaciones visuales se registran, interpretan y
    traducen en acciones. Gracias a estas funciones, ASIMO puede
    evitar los objetos que se encuentran en su camino, saber que
    alguien quiere darle la mano y actuar en consecuencia
    tendiéndole la suya.

    En cierta medida, ASIMO también puede entender y
    hablar. Puede reconocer voces, distinguir sonidos y palabras,
    responder a determinadas instrucciones e intercambiar frases
    simples y saludos con una persona.
    Actualmente, ASIMO puede entender 50 saludos y tratamientos
    distintos, así como 30 instrucciones, y actuar en
    consecuencia.

    Asimo:
    Novedades

    Tokio, 15 de diciembre de 2004 — Honda Motor Co., Ltd.,
    ha anunciado hoy el desarrollo de nuevas
    tecnologías para el robot humanoide ASIMO de nueva
    generación, con las que quiere conseguir un nuevo nivel de
    movilidad que permitirá que ASIMO funcione e
    interactúe mejor con los seres humanos gracias a un
    rápido procesamiento de la información y una
    actuación más ágil en entornos
    reales.

    Entre las tecnologías clave se encuentran las
    siguientes:

    1) Tecnología "Posture Control" (control de
    postura) que hace posible correr de forma humana

    La combinación de un hardware muy receptivo con
    la nueva tecnología "Posture Control" permite que ASIMO
    flexione el torso para mantener el equilibrio y evitar los
    patinazos y giros en el aire, que suelen
    estar vinculados a los movimientos rápidos. Actualmente,
    ASIMO puede correr a una velocidad de 3 km/hora. Asimismo, la
    velocidad de avance caminando ha pasado de 1,6 km/hora a 2,5
    km/hora.

    2) Tecnología "Autonomous Continuous Movement"
    (movimiento continuo autónomo) que permite una ruta
    flexible hacia el destino

    El ASIMO de nueva generación puede maniobrar para
    acercarse a su punto de destino sin tener que detenerse para
    comparar la información del mapa de input con la obtenida
    de la zona en la que se encuentra mediante el sensor de
    superficie de suelos.
    Además, ASIMO puede modificar autónomamente su ruta
    cuando dicho sensor de superficies y los sensores visuales
    situados en su cabeza detectan obstáculos.

    3) Tecnologías de sensor visual y de fuerza
    mejoradas para una mejor interacción con las personas

    Al detectar los movimientos de las personas mediante los
    sensores visuales situados en su cabeza y los sensores de fuerza
    (quinestésico – kinesthetic*****) que se acaban de
    añadir a sus muñecas, ASIMO puede moverse en
    sincronía con las personas y puede dar o recibir un
    objeto, dar la mano de forma acorde con el movimiento de la
    persona y avanzar o retroceder como respuesta a la dirección en que se tira de su
    mano.

    Especificaciones técnicas clave del nuevo
    modelo:

    1. Velocidad al correr: 3 km/hora (tiempo en el aire:
    0,05 segundos).

    2. Velocidad normal al andar: modelo actual, 1,6
    km/hora; nuevo modelo, 2,5 km/hora.

    3. Altura: 130 cm (modelo actual: 120 cm).

    4. Peso: 54 kg (modelo actual: 52 kg).

    5. Tiempo de funcionamiento continuo: 1 hora (modelo
    actual: 30 minutos).

    6. Grados de libertad en funcionamiento: 34 grados de
    libertad en total (modelo actual: total, 26).

    – Articulación de rotación de cadera: Se
    ha conseguido una mayor velocidad al andar gracias a la
    rotación proactiva de las caderas, además del
    balanceo de los brazos, que contrarrestan la fuerza de
    reacción que se genera cuando las piernas avanzan al
    correr o andar.

    – Articulación de flexión de la
    muñeca: Dos ejes adicionales en cada muñeca
    permiten que el movimiento de la zona de la muñeca sea
    más flexible.

    – Articulación del pulgar: Antes, los cinco dedos
    funcionaban con un mismo motor. Ahora, con la adición de
    un motor que acciona el pulgar de forma independiente, ASIMO
    puede sostener objetos de varias formas.

    – Articulación del cuello: Se ha mejorado la
    expresividad de ASIMO utilizando un eje adicional en la
    articulación del cuello.

     

     

    Tatiana Macchiavello

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