La Robótica como herramienta del hombre

Curso gratuito online para aprender a crear robots caseros

2015-11-26T03:22:00.001-03:00

El curso incluye los fundamentos básicos de la electricidad y de la electrónica, además del diseño de un circuito digital.

El Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Católica (UC) lanzó un curso gratuito online para aprender a diseñar y programar dispositivos electrónicos, como un robot, con lecciones en video y ejercicios interactivos de autoevaluación.

La clase forma parte de Ingeniería UC Online, una iniciativa que ofrece cursos online abiertos y masivos a través de la plataforma estadounidense de Coursera, en el marco del proyecto de "Ingeniería 2030” de la Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), que busca transformar la enseñanza y el aprendizaje de la ingeniería en el país.

“En el curso los alumnos aprenderán los fundamentos básicos de la electricidad y de la electrónica. También conocerán el diseño de un circuito digital y serán introducidos en la programación de estos mediante la plataforma Arduino”, detalló Ángel Abusleme, profesor de Ingeniería Eléctrica UC.

El académico que realiza las clases por video junto al estudiante de doctorado Cristóbal Alessandri, precisó que los contenidos ayudan a cualquier persona con la suficiente motivación a llevar a cabo sus propios experimentos, como diseñar y programar un robot, por ejemplo.

“El curso incluye además demostraciones de dispositivos electromecánicos sencillos y que son debidamente explicados, para facilitar que sean replicados por los alumnos”, señaló Abusleme.

Las clases duran un mes aproximadamente y se estima que a los alumnos les tome unas cuatro a seis horas por semana. Para quienes opten por tomar el curso en sus smartphones, el ingeniero dijo que Coursera desarrolló una aplicación móvil en español para Android e iOS.

Los cursos están compuestos de video-lecciones y ejercicios de evaluación en diversos temas. Éstos no sólo actualizan conocimientos y ofrecen certificaciones, en algunos casos, sino que permiten seguir las clases desde cualquier lugar y horario. Los interesados pueden acceder a más información en www.ing.puc.cl o consultando a la cuenta @IngenieriaUC de Twitter.

Acá el link de acceso

Ref: http://www.adnradio.cl/noticias/sociedad/lanzan-curso-gratuito-online-para-aprender-a-crear-robots-caseros/20151106/nota/2991627.aspx

Introducción a la Robótica

2009-11-19T17:00:00.003-03:00

La robótica es la ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots.

Los robots son dispositivos compuestos de sensores que reciben datos de entrada y que pueden estar conectados a la computadora. Esta, al recibir la información de entrada, ordena al robot que efectúe una determinada acción. Puede ser que los propios robots dispongan de microprocesadores que reciben el input de los sensores y que estos microprocesadores ordenen al robot la ejecución de las acciones para las cuales está concebido. En este último caso, el propio robot es a su vez una computadora.

Hoy por hoy, una de las finalidades de la construcción de robots es su intervención en los procesos de fabricación. Estos robots, que no tienen forma humana en absoluto, son los encargados de realizar trabajos repetitivos en las cadenas de proceso de fabricación, como por ejemplo: pintar al spray, moldear a inyección, soldar carrocerías de automóvil, trasladar materiales, etc. En una fábrica sin robots, los trabajos antes mencionados los realizan técnicos especialistas en cadenas de producción. Con los robots, el técnico puede librarse de la rutina y el riesgo que sus labores comportan, con lo que la empresa gana en rapidez, calidad y precisión.

En los próximos cien años, seguramente en todas las fábricas del mundo encontraremos robots trabajando y hablando con nosotros de los temas de actualidad en las calles o en nuestros hogares.

La principal característica que distingue al hombre de las máquinas es el cerebro es decir la capacidad que tiene de razonar, sentir, así como de muchas otras cosas.

No obstante la gran cantidad de avances que se están logrando en el campo de la inteligencia artificial y las redes neuronales, en intentar dotar a los robots de un aprendizaje propio, nos hace reflexionar a todos y pensar si llegará el día en que seamos iguales y no podamos ni siquiera diferenciarnos.

Lo que nunca se nos puede olvidar a nadie es que el ser humano es el encargado de la creación de las máquinas y de establecer los métodos de aprendizaje así como sus límites. Por eso mientras esto este controlado no habrá problemas.

Está claro que los Robots han supuesto un avance importantísimo en la sociedad actual ya que sin ellos no se habrían podido llegar a conseguir muchas cosas. Son importantes en la medicina láser, seguridad, en exploración ya que llegan a donde nadie puede llegar en muchas ocasiones.

Actualmente las maquinas en general se han desarrollado tanto que podríamos decir que son imprescindibles para ayudarnos a solucionar problemas que nosotros por sí solo seríamos incapaces. Un ejemplo de esto sería:

•Ayudan a explorar terrenos que resultan imposible para el ser humano. (Marte)

•Seguridad, para desactivar bombas.

•Cirugía Robotizada con mayor precisión…

La capacidad de los ordenadores es tal que en muchas ocasiones hemos podido observar en la televisión enfrentamientos entre máquinas y humanos, donde en más de una ocasión hemos sido superaros. Un claro ejemplo de esto es el enfrentamiento entre el campeón del mundo de ajedrez y una máquina diseñada solo para ello.

Antecedentes de la Robótica

2009-11-19T16:52:00.000-03:00

Antiguamente, se creaban artefactos capaces de realizar tareas diarias y comunes para los hombres, o bien, para facilitarles las labores cotidianas; se daban cuenta de que había tareas repetitivas que se podían igualar con un complejo sistema, y es así como se comienza a crear máquinas capaces de repetir las mismas labores que el hombre realizaba, y como ejemplo de estas máquinas podemos citar las siguientes:

La rueda como medio de transporte o como herramienta, por ejemplo, para un alfarero.
El engrane.
La catapulta como arma de combate.
El molino, ya sea para obtener agua de las entrañas de la tierra, o como moledor de granos.

Y así una gran variedad de máquinas que antiguamente se creaban para facilitarle las tareas a los hombres. Pero no todos estos artefactos tenían una utilidad, algunas máquinas solamente servían para entretener a sus dueños, y no hacían nada más que realizar movimientos repetitivos ó emitir sonidos.

Cabe mencionar que los árabes fueron unos maestros en la construcción de autómatas y en la precisión de sus cálculos, y como ejemplo de ello, se puede mencionar que inventaron el reloj mecánico, así como sus grandes aportaciones a la astrología. También los ingenieros griegos aportaron grandes conocimientos a los autómatas, aunque su interés era más bien hacia el saber humano más que hacia las aplicaciones prácticas.

Historia de los Autómatas

2009-11-19T16:50:00.002-03:00

Desde hace cientos de años antes de Cristo, se comenzaron a crear autómatas, antecesores de los autómatas actuales; en seguida se muestra una lista de autómatas creados, y que se tienen como referencia para tomarlos como antecesores. Solamente por citar algunos de estos inventos, se mencionan los siguientes:

En 1500 a. C., Amenhotep, hermano de Hapu, construye una estatua de Memon, el rey de Etiopía, que emite sonidos cuando la iluminan los rayos del sol al amanecer.
En el 500 a. C., King-su Tse, en China, inventa una urraca voladora de madera y bambú y un caballo de madera que saltaba.
Entre el 400 y 397 a. C., Archytar de Tarento construye un pichón de madera suspendido de un pivote, el cual rotaba con un surtidor de agua o vapor, simulando el cuelo. Archytar es el inventor del tornillo y la polea.
Entre el 300 y 270 a. C., Cresibio inventa una clepsidra (reloj de agua) y un órgano que funciona con agua.
Entre el 220 y 200 a. C., Filon de Bizancio inventó un autómata acuático y la catapulta repetitiva.
En el año 206 a. C., fué encontrado el tesoro de Chin Shih Hueng Ti consistente en una orquesta mecánica de muñecos, encontrada por el primer emperador Han.
En el año 62 d. C., Hero de Alejandría hace un tratado de autómatas, un famoso registro de aplicaciones de la ciencia que pueden ser demostrados por medio de un autómata, así como su teatro automático en el cual, las figuras que se encuentran montadas en una caja, cambian de posición ante los ojos de los espectadores: pájaros cantores, trompetas que suenan, medidores de la fuerza del vapor, animales que beben, termoscopios, sifones y máquinas que operaban con monedas.
Año 335 d. C., Hsieh Fec construye un carro con cuatro ruedas con la figura de Buda, hecha de madera de sándalo.
En el año 700 d. C., Huang Kun construyó barcos con figuras de animales, cantantes, músicos y danzarines que se movían.
En el 770 d. C., Yang Wu-Lien construye un mono que extiende sus manos y dice "¡Limosna! ¡Limosna!", guardando su recaudación en una bolsa cuando alcanza un peso determinado.
El príncipe Kaya, hijo del Emperador Kannu, construye en el año 840 una muñeca que derrama agua.
En el 890, Han Chih Ho hace un gato de madera que caza ratas, y moscas tigre que bailan.
El sabio príncipe hindú Bhoja, escribe, en el año 1050, el Samarangana-Sutradhara, que incluye comentarios sobre la construcción de máquinas o yantras.
Alberto Magno (1204 - 1272) crea un sirviente mecánico.
Roger Bacon (1214 - 1294) construye, después de 7 años, una cabeza que habla.
En el año 1235, Villard d’Honnecourt hace un libro de esbozos que incluyen secciones de dispositivos mecánicos, como un ángel autómata, e indicaciones para la construcción de figuras humanas y animales.
Reloj con forma de gallo que canta en la catedral de Strasbourg, que funcionó desde 1352 hasta 1789.
Leonardo Da Vinci construye en el año 1500 un león automático en honor de Luis XII que actúa en la entrada del Rey de Milán.
Salomón de Caus (1576 - 1626) construye fuentes ornamentales y jardines placenteros, pájaros cantarines e imitaciones de los efectos de la naturaleza.
En 1640, René Descartes inventó un autómata al que se refiere como "mi hijo Francine".
En 1662, se abre en Osaka el teatro Takedo de autómatas.
Jacques de Vaucanson, construye el pato, el autómata más conocido; un pato hecho de cobre, que bebe, come, grazna, chapotea en el agua y digiere su comida como un pato real. Previamente construye un flautista y un tamborilero en 1738; el primero consistía en un complejo mecanismo de aire que causaba el movimiento de dedos y labios, como el funcionamiento normal de una flauta.

Los Maillardet (Henri, Jean-David, Julien-Auguste, Jacques-Rodolphe) hicieron su aparición a finales del siglo XVIII y principios del XIX, construyen un escritor-dibujante, con la forma de un chico arrodillado con un lápiz en su mano, escribe en inglés y en francés y dibuja paisajes. Construyen un mecanismo "mágico" que responde preguntas y un pájaro que canta en una caja.
Robert Houdini construye una muñeca que escribe. También realiza un pastelero, un acróbata, una bailarina en la cuerda floja, un hombre que apunta con una escopeta y una artista del trapecio.
Thomas Alva Edison construyó en el año 1891 una muñeca que habla.

Como nos podemos dar cuenta, los autómatas construidos hasta este entonces, solamente servían para entretener a propios y extraños, no tenían una aplicaciones práctica en alguna área en específico. "Estas máquinas funcionaban generalmente por medio de movimientos ascendentes de aire o agua caliente. El vertido progresivo de un líquido provocaba rupturas de equilibrio (o bien la caída de un peso) en diversos recipientes provistos de válvulas; otros mecanismos se basaban en palancas o contrapesos. Mediante sistemas de este tipo se construían pájaros artificiales que podían "cantar" o "volar", o puertas que se abrían solas. Las construcciones de la escuela de Alejandría se extendieron por todo el Imperio Romano y posteriormente por el mundo árabe. En el siglo xiii, Al-Djazari apareció como el heredero de todas ellas con la publicación de su "Libro del conocimiento de los procedimientos mecánicos", uno de cuyos grabados se reproduce aquí. Se trata de una fuente de distribución de agua."

Ciencia Ficción

2009-11-19T16:49:00.002-03:00

Tiempo después, los autómatas fueron los protagonistas principales de una infinidad de relatos de ciencia-ficción. La mayoría de los novelistas de aquellos tiempos, consideraban a los autómatas como una amenaza para la existencia de la raza humana. Con este tipo de relatos, el temor hacia los autómatas fué creciendo considerablemente.

En el año de 1920, el escritor de origen checoslovaco Karel Capek, publicó su novela RUR (Russum’s Universal Robots), la cual fué presentada en obra de teatro en el Teatro Nacional de Praga el 25 de Enero de 1921. "Esta obra trata de dos pequeños seres artificiales de forma humana que responden perfectamente a las órdenes de su creador, aunque al final acaban rebelándose contra él." Para referirse a estos seres, el autor les llamaba robots, derivación del vocablo checo robota, que significa "trabajo obligatorio". Y es así como surge la palabra robot para referirse a los autómatas mecánicos de aquellas épocas. Y a partir de esta novela, se les llama robots a los autómatas.

Existe un miedo a los robots debido a la evolución tan acelerada que se ha proyectado en muchas de las novelas de ciencia-ficción. Y aunque muchas de estas novelas no están tan fuera de la realidad, no hay por que tenerles pavor al desarrollo de robots, sino todo lo contrario, ya que estos existen para poder facilitar las tareas de los humanos. En la obra de Isaac Asimov, Yo robot publicada en 1940, postula tres leyes que los robots deberán de seguir:

Un robot no debe dañar a un ser humano o, por su inacción, dejar que un ser humano sufra daño.
Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas por un ser humano, excepto cuando estas órdenes están en contradicción con la primera ley.
Un robot debe proteger su propia existencia, hasta donde esta protección no entre en conflicto con la primera o segunda ley.

Aún después de esta publicación de Isaac Asimov, los novelistas seguían cuestionándose en sus obras acerca de la naturaleza de un robot, tienen la idea de que algún día, el hombre será esclavo de las máquinas, esta idea la plasman en sus novelas; como por ejemplo la novela de Jack Williamson en Con las manos cruzadas, se muestra como es que la libertad humana se esclaviza por unos robots eficientes que cumplen todas las órdenes que se les dan.

Una de las primeras películas que tratan el tema de la robótica es la titulada "Metrópolis", la cual trata de un robot femenino que posee inteligencia propia, obedece todas las ordenes de su creador, y aunque es una película antigua, es un buen ejemplo de como veían a los robots en aquellas épocas.

Otro buen ejemplo de películas de ciencia-ficción, es la trilogía de Las Guerra de las Galaxias (Star Wars), de George Lucas, que muestra a los robots de dos maneras: buenos y malos. La novela muestra, principalmente, a dos robots que respetan y siguen las órdenes de sus dueños, muestra que los robots pueden tener inteligencia propia y hasta sentido del humor; aunque contradice las tres leyes de Isaac Asimov, ya que los robots de esta novela pueden llegar a destruir formas de vida, humana y extraterrestre.

La imaginación del hombre ha llegado a crear una infinidad de relatos relacionados con los robots; muchos de estos relatos han sido la punta del iceberg en cuanto a nuevas tecnologías, un ejemplo de ello son las novelas de Jules Verne, en especial la llamada "Viaje a la Luna" en donde relata con lujo de detalle como es que tres hombres podrían llegar a la luna, y a pesar de que eran relatos de ciencia-ficción, estas novelas no están tan fuera de la realidad que hoy vivimos.

La Historia de la Robótica

2009-11-19T16:36:00.003-03:00

La prehistoria

La palabra robot surge con la obra RUR, los "Robots Universales de Rossum" de Karel Capek, es una palabra checoeslovaca 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 las desarrollos mecácnicos 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.

La Historia

La clasificación de los robots se establece de diversas maneras, temporalmente, por su funcionalidad, por su geometría, por la inteligencia, por lo que hablar de generaciones de robots se puede plantear desde esos diversos puntos de vista.

Las características con las que se clasifican principlamente los robots son:

Propósito o función
Sistema de coordenadas empleado
Número de grados de libertad del efector formal
Generación del sistema control.
- Clasificación basada en su propósito o función :
  
  a. Industriales
  b. Personales / Educativos
  c. Militares vehículos autónomos
  Los elementos que constituyen un robot industrial son:
  Efectores finales, Brazos manipuladores, Controladores, Censores, Fuentes de poder.
- 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 H. M. Son útiles para las aplicaciones industriales de tomar y colocar pero están limitados a un número pequeño de movimientos.
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 E.U., 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, esta nueva arquitectura es denominada arquitectura de subsumción, cuyo promotor es Rodney Brooks

La arquitectura de los Robots

2009-11-19T16:35:00.000-03:00

La arquitectura, 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 efector 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.

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 determinaado 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 algunos robots industriales 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 deucir el espacio ocupado en el suelo.

Móviles

Son robots con gran 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 ciencuentas, 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 fotoeléctr icamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

Androides

Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático 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.

Zoomórficos

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 interesante en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.

Híbridos

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, e s 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 r obots 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

La Robótica

2009-11-19T16:33:00.002-03:00

Los primeros robots creados en toda la historia de la humanidad, no tenían más que un solo fin: entretener a sus dueños. Estos inventores se interesaban solamente en conceder los deseos de entretener a quien les pedía construir el robot. Sin embargo, estos inventores se comenzaron a dar cuenta de que los robots podía imitar movimientos humanos o de alguna criatura viva. Estos movimientos pudieron ser mecanizados, y de esta manera, se podía automatizar y mecanizar algunas de las labores más sencillas de aquellos tiempos. El origen del desarrollo de la robótica, se basa en el empeño por automatizar la mayoría de las operaciones en una fábrica; esto se remonta al siglo xvii en la industria textil, donde se diseñaron telares que se controlaban con tarjetas perforadas.

El término Robótica procede de la palabra robot. La robótica es, por lo tanto, la ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots.

Al oír la palabra robot, a menudo se produce en nuestra mente la imagen de una máquina con forma humana, con cabeza y extremidades. Esta asociación es fruto de la influencia de la televisión o del cine, cuyos anuncios o películas muestran máquinas con forma humana, llamadas androides, que generalmente son pura ficción, ya que o son hombres disfrazados de máquina o, si realmente son máquinas, no efectúan trabajos de los que el hombre se pueda aprovechar.

En la actualidad, los avances tecnológicos y científicos no han permitido todavía construir un robot realmente inteligente, aunque existen esperanzas de que esto sea posible algún día.

En los próximos cien años, seguramente en todas las fábricas del mundo encontraremos robots trabajando.

Algunos tipos de Robots

2009-11-19T16:32:00.002-03:00

Robots Impulsados Neumaticamente

La programación de estos robots consiste en la conexión de tubos de plástico a unos manguitos de unión de la unidad de control neumático. Esta unidad está formada por dos partes: una superior y una inferior. La parte inferior es un secuenciador que proporciona presión y vacío al conjunto de manguitos de unión en una secuencia controlada por el tiempo. La parte superior es el conjunto de manguitos de unión que activan cada una de las piezas móviles del robot. Las conexiones entre manguitos determinan qué piezas intervendrán en el movimiento, en qué dirección se moverán y los diferentes pasos que deberán efectuar. Modificando las conexiones de los manguitos de unión se podrán programar otras secuencias de pasos distintas.

Los robots del tipo descrito son los más simples que existen. Hay quien opina que a este tipo de máquinas no se les debería llamar robots; sin embargo, en ellas se encuentran todos los elementos básicos de un robot: estas máquinas son programables, automáticas y pueden realizar gran variedad de movimientos.

Robots Equipados con Servomecanismos

Otro tipo de robots más sofisticados desde el punto de vista del control y de las prestaciones que ofrecen son los que llevan servomecanismos.

El uso de servomecanismos va ligado al uso de sensores, como los potenciómetros, que informan de la posición del brazo o la pieza que se ha movido del robot, una vez éste ha ejecutado una orden transmitida. Esta posición es comparada con la que realmente debería adoptar el brazo o la pieza después de la ejecución de la orden; si no es la misma, se efectúa un movimiento más hasta llegar a la posición indicada.

Robots Punto a Punto

Añadiendo a los servomecanismos una memoria electrónica capaz de almacenar programas y un conjunto de circuitos de control digital, se obtienen robots más potentes y de más fácil manejo.

La programación de este tercer tipo de robots se efectúa mediante una caja de control que posee un botón de control de velocidad, mediante el cual se puede ordenar al robot la ejecución de los movimientos paso a paso. Se clasifican, por orden de ejecución, los pasos que el robot debe seguir, al mismo tiempo que se puede ir grabando en la memoria la posición de cada paso. Este será el programa que el robot ejecutará. Una vez terminada la programación, el robot inicia su trabajo según las instrucciones del programa. A este tipo de robots se les llama punto a punto, porque el camino trazado para la realización de su trabajo está definido por pocos puntos. Para ejemplificar este método de programación pensemos en un niño que dirige un automóvil por control remoto. Si el vehículo dirigido tuviera una memoria que grabase los movimientos que el niño le ordena, podría realizar los mismos movimientos sin control y ser dirigido por la circuiteria electrónica que ejecutaría el programa grabado en memoria.

Gracias a la memoria electrónica que poseen estos robots, se pueden tener almacenados varios programas. El modo de elegir uno de los programas almacenados se hace a través de los recogidos por algún sensor o por una señal de input que les llega a través de las órdenes dadas por el programador.

Estos robots se usan por ejemplo en las cadenas de soldadura de carrocerías de automóviles. Los robots están programados para soldar automóviles de varios modelos distintos. El programador, o un sensor, reconoce el tipo de automóvil y decide el programa que se ha de aplicar en cada caso.

Estos programas constan de pocos pasos, muchas veces sólo cien; esto significa que no sirven como controladores de robots para trabajos de continuo movimiento. Para solventar este inconveniente, se usa una cinta en la que se almacenan miles de pasos de programa que el robot leerá y ejecutará; en estos casos la cinta actúa de memoria. Robots de este tipo, que se pueden encontrar en cadenas de pintura por spray, ya empiezan a trabajar como si fueran computadoras propiamente dichas.

Robots Controlados por Computadora

Un cuarto tipo de robots comprende aquellos que se pueden controlar mediante computadora. Con ella es posible programar el robot para que mueva sus brazos en línea recta o describiendo cualquier otra figura geométrica entre puntos preestablecidos. La programación se realiza mediante una caja de control o mediante el teclado de la computadora. El movimiento de sus brazos se especifica mediante varios sistemas de coordenadas según la referencia que se tome: la mesa de trabajo en la que se encuentra apoyado el robot o el extremo del brazo del robot. La computadora permite además acelerar más o menos los movimientos del robot, para facilitar la manipulación de objetos pesados.

Robots con Capacidades Sensoriales

Aún se pueden añadir a este tipo de robots capacidades sensoriales: sensores ópticos, codificadores, etc. Los que no poseen estas capacidades sólo pueden trabajar en ambientes donde los objetos que se manipulan se mantienen siempre en la misma posición. En el caso de la cadena de soldadura de carrocerías de automóviles, las carrocerías están en movimiento hasta que llegan delante del robot, donde quedan inmóviles hasta que éste termina su trabajo; en este momento la cadena se vuelve a poner en movimiento hasta que vuelve a detenerse cuando otra carrocería está delante del robot, y así sucesivamente. Si estos robots tuvieran capacidades sensoriales, podrían suprimirse las paradas en la cadena. Supongamos que hay un codificador sujeto a la línea de movimiento y que el robot está provisto de un sensor óptico. El primero indicará al robot la velocidad de la carrocería y con el segundo el robot sabrá cuándo esta carrocería se mueve en su área de trabajo, momento en que empezará a ejecutar las órdenes que le llegan de la computadora. A partir de este momento, la computadora del robot irá transformando el sistema de coordenadas con respecto a la carrocería en movimiento para que el robot pueda efectuar las soldaduras en el lugar apropiado.

Los robots con capacidades sensoriales constituyen la última generación de este tipo de máquinas. El uso de estos robots en los ambientes industriales es muy escaso debido a su elevado coste. Actualmente, las compañías industriales están valorando si económicamente les resulta más ventajoso mantener los robots que necesitan tener inmóviles los objetos o bien este último tipo de robots. La razón del encarecimiento de estas máquinas es el alto coste de los aparatos sensoriales y del software utilizado para el manejo.

A pesar de todo, la investigación sobre los aparatos sensoriales está en pleno apogeo, lo que conducirá seguramente a un abaratamiento de éstos y a un aumento de su potencia y de sus capacidades.

Estos robots se usan en cadenas de embotellado para comprobar si las botellas están llenas o si la etiqueta está bien colocada.

Robots Mosquito

La cucaracha metálica se arrastra con gran destreza por la arena, como un verdadero insecto. A pesar de que Atila avanza a 2 km/h, tratando de no tropezar con las cosas, es «gramo por gramo el robot más complejo del mundo», según su creador, Rodney Brooks. En su estructura de 1,6 kg y 6 patas, lleva 24 motores, 10 computadores y 150 sensores, incluida una cámara de video en miniatura.

Los descendientes de Atila, que Brooks comienza a diseñar en el Laboratorio de IA del Massachusetts Institute of Technology (MIT), tendrán la forma de «robots mosquitos» mecanismos semi inteligentes de 1 mm de ancho tallados en un único pedazo de silicio -cerebro, motor y todo-, a un costo de centavos por unidad. Provistos de minúsculos escalpelos, podrán arrastrarse por el ojo o las arterias del corazón para realizar cirugía... Vivirán en las alfombras, sacando continuamente el polvo partícula a partícula. Infinidad de ellos cubrirán las casas en vez de capas de pintura, obedeciendo la orden de cambiar cada vez que se nos antoje un nuevo color.

Atila representa un quiebre con la rama tradicional de la IA, que por años buscó un sistema computacional que razone de una manera matemáticamente ordenada, paso a paso, «de arriba hacia abajo». Brooks incorporó la «arquitectura de subfunción» que utiliza un método de programación «de abajo hacia arriba» en el que la inteligencia surge por sí sola a través de la interacción de elementos independientes relativamente simples, tal como sucede en la naturaleza.

A la década de los ochenta pertenecen progresos en robótica verdaderamente notables. Una tarea tan simple como la de quitar el polvo con una aspiradora y esquivar convenientemente los obstáculos que haya, no se programa tan fácilmente en un robot. El punto importante es la detección de los obstáculos (que no siempre son los mismos ni están en el mismo sitio) y la maniobra para eludirlos y seguir trabajando con la aspiradora. En comparación, los robots industriales, que realizan operaciones muy precisas y a veces complejas, no plantean tanta dificultad en su diseño y fabricación. La razón de ello estriba en la fijeza de sus respectivas tareas. ¡Limpiar el polvo del suelo de un salón es más difícil que ajustar piezas en una cadena de montaje de automóviles!

La experimentación en operaciones quirúrgicas con robots abre nuevos campos tan positivos como esperanzadores. La cirugía requiere de los médicos una habilidad, precisión y decisión muy cualificadas. La asistencia de ingenios puede complementar algunas de las condiciones que el trabajo exige.

En operaciones delicadísimas, como las de cerebro, el robot puede aportar mayor fiabilidad. Últimamente, se ha logrado utilizar estas máquinas para realizar el cálculo de los ángulos de incisión de los instrumentos de corte y reconocimiento en operaciones cerebrales; así mismo, su operatividad se extiende a la dirección y el manejo del trepanador quirúrgico para penetrar el cráneo y de la aguja de biopsia para tomar muestras del cerebro. Estos instrumentos se utilizan para obtener muestras de tejidos de lo que se suponen tumores que presentan un difícil acceso, para lo que resulta esencial la intervención del robot.

El Robot Industrial

El robot industrial nace de la unión de una estructura mecánica articulada y de un sistema electrónico de control en el que se integra una computadora. Esto permite la programación y control de los movimientos a efectuar por el robot y la memorización de las diversas secuencias de trabajo, por lo que le da al robot una gran flexibilidad y posibilita su adaptación a muy diversas tareas y medios de trabajo,

El robot industrial es pues un dispositivo multifuncional, es decir, apto para muy diversas aplicaciones, al contrario de la máquina automática clásica, fabricada para realizar de forma repetitiva un tipo determinado de operaciones. El robot industrial se diseña en función de diversos movimientos que debe poder ejecutar; es decir, lo que importa son sus grados de libertad, su campo de trabajo, su comportamiento estático y dinámico.

La capacidad del robot industrial para reconfigurar su ciclo de trabajo, unida a la versatilidad y variedad de sus elementos terminales (pinzas, garras, herramientas, etc.), le permite adaptarse fácilmente a la evolución o cambio de los procesos de producción, facilitando su reconversión.

Los robots industriales están disponibles en una amplia gama de tamaños, formas y configuraciones físicas. La gran mayoría de los robots comercialmente disponibles en la actualidad tienen una de estas cuatro configuraciones básicas:

Configuración polar
Configuración cilíndrica
Configuración de coordenadas cartesianas
Configuración de brazo articulado

La configuración polar utiliza coordenadas polares para especificar cualquier posición en términos de una rotación sobre su base, un ángulo de elevación y una extensión lineal del brazo.

La configuración cilíndrica sustituye un movimiento lineal por uno rotacional sobre su base, con los que se obtiene un medio de trabajo en forma de cilindro.

La configuración de coordenadas cartesianas posee tres movimientos lineales, y su nombre proviene de las coordenadas cartesianas, las cuales son más adecuadas para describir la posición y movimiento del brazo. Los robots cartesianos a veces reciben el nombre de XYZ, donde las letras representan a los tres ejes del movimiento.

La configuración de brazo articulado utiliza únicamente articulaciones rotacionales para conseguir cualquier posición y es por esto que es el más versátil.

Futuro de la Robótica

2009-11-19T16:31:00.002-03:00

A pesar de que existen muchos robots que efectúan trabajos industriales, aquellos son incapaces de desarrollar la mayoría de operaciones que la industria requiere. Al no disponer de unas capacidades sensoriales bien desarrolladas, el robot es incapaz de realizar tareas que dependen del resultado de otra anterior.

En un futuro próximo, la robótica puede experimentar un avance espectacular con las cámaras de televisión (ejemplo de aparato sensorial), más pequeñas y menos caras, y con las computadoras potentes y más asequibles.

Los sensores se diseñarán de modo que puedan medir el espacio tridimensional que rodea al robot, así como reconocer y medir la posición y la orientación de los objetos y sus relaciones con el espacio. Se dispondrá de un sistema de proceso sensorial capaz de analizar e interpretar los datos generados por los sensores, así como de compararlos con un modelo para detectar los errores que se puedan producir. Finalmente, habrá un sistema de control que podrá aceptar comandos de alto nivel y convertirlos en órdenes, que serán ejecutadas por el robot para realizar tareas enormemente sofisticadas.

Si los elementos del robot son cada vez más potentes, también tendrán que serlo los programas que los controlen a través de la computadora. Si los programas son más complejos, la computadora deberá ser más potente y cumplir nos requisitos mínimos para dar una respuesta rápida a la información que le llegue a través de los sensores del robot.

Paralelo al avance de los robots industriales era el avance de las investigaciones de los robots llamados androides, que también se beneficiarán de los nuevos logros en el campo de los aparatos sensoriales. De todas formas, es posible que pasen decenas de años antes de que se vea un androide con mínima apariencia humana en cuanto a movimientos y comportamiento

La Robótica en el Mundo

2009-11-19T16:30:00.000-03:00

Desarrollo de la robótica en el mundo provoca asombros

Tramas fílmicas o literarias donde cyborgs humanoides son parte fundamental podrían ser dentro de poco realidad, con el desarrollo de la robótica en el mundo.

«Palomas que vuelan guiadas por control remoto». La noticia parece fantasía salida de la ciencia ficción, y sin embargo peor es un experimento real de científicos chinos de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shandong, quienes lograron controlar la trayectoria de los plumíferos colocándoles implantes que estimulan diferentes áreas del cerebro, y enviándoles así señales a través de una computadora.

Más aún. El nuevo descubrimiento es un paso en el camino de la creación de cyborgs, ya sean humanos o animales, artefactos tecnológicos que podrían sustituirlos en innumerables tareas, y a los cuales la ciencia ficción colocó hace mucho tiempo en el centro de la imaginación puesta en el futuro.

En ese sentido, ya se experimenta en dos líneas esenciales, la adaptación de mecanismos biológicos a creaciones tecnológicas; y por otra parte, y uno de los aspectos más avanzados, la invención de artilugios técnicos que suplan órganos o funciones de estos, y que podrían ayudar en el futuro cercano a personas con diferentes discapacidades.

Simios robóticos

Quizá dentro de muy pocos años no se repita más la historia del tetrapléjico Ramón Sampedro, la persona que decidió morir al no querer vivir toda su vida inmóvil, y que fue recreada por el cineasta español Alejandro Amenábar en su multipremiada película Mar Abierto. Y esto podría ser así gracias al desarrollo de prótesis robotizadas que se activan por impulsos cerebrales, una tecnología que abre nuevas esperanzas a personas con discapacidades motoras, sensoriales y cognitivas.

Entre esos estudios están los desarrollados por los científicos de la Universidad de Duke, Estados Unidos, quienes han conseguido que un miembro robotizado reaccione a estímulos mentales, al implantarle este dispositivo a animales, como monos y ratones.

En el caso de los simios, se les implantó directamente en el cerebro un total de 96 electrodos, cada uno de estos con un diámetro inferior al de un cabello humano, una técnica desarrollada por John Chapin y Miguel Nicolelis. Estos electrodos, colocados en múltiples regiones del córtex cerebral de los monos, permitieron registrar la actividad de un gran número de neuronas individuales, y después combinar su información utilizando un algoritmo especial de ordenador para fabricar un brazo robótico que fuera utilizado a distancia.

En esencia, los animales aprendieron a realizar diferentes tareas, incluyendo la obtención de pequeños pedazos de comida, moviendo su extremidad tecnológica con solo pensar en la acción que querían ejecutar. Incluso se repitió el experimento vía Internet, transmitiendo la información a través de un programa de computadora a un brazo robótico, que a más de mil kilómetros de distancia reproducía la acción con total fidelidad.

Algo similar sucedió con ratones, que aprendieron a hacer funcionar una pequeña pila de agua, como se ha hecho con otros animales, como por ejemplo las palomas mencionadas al principio, los cuales son importantes pasos para pasar a la experimentación en humanos. Todos estos resultados aventuran que la idea de que quienes estén postrados puedan controlar desde el movimiento de un mouse de computadora hasta artefactos mecánicos, con su pensamiento, no está tan lejos como algunos creen.

Como principal vía de exploración inmediata estaría ayudar a personas paralizadas por un desorden neurológico o por una herida de la médula espinal, para que puedan controlar su silla de ruedas o un miembro robótico solo con su mente. O incluso, ayuden también a recuperar el control de un brazo natural o de una pierna dañada, con la ayuda de la comunicación sin hilos que se establece entre electrodos implantados en el cerebro y el miembro afectado.

Neuronas con chip

No obstante, muchos especialistas alegan que es muy probable que el cuerpo humano, como ha sucedido ya en algunos animales, no reaccione muy bien a la implantación de tantos elementos extraños, una especie de invasión de electrodos, que sería imprescindible para lograr que la mente tuviera una vía de comunicación con la herramienta robótica.

Por esa razón se busca crear una interfaz biológica que podría conectar el sistema nervioso de un paciente a una extremidad artificial dirigida con el pensamiento. La idea esencial es insertar nuevas células nerviosas en la persona, según explicó a la prensa Douglas H. Smith, profesor de Neurocirugía y director del Centro para Lesiones Cerebrales y Reparación en la Universidad Estatal de Pennsylvania. Para esto podrían desarrollarse nuevos tejidos nerviosos en laboratorio, «preparados» para convertir las señales en movimientos de una prótesis. Esto supone un gran desafío, pues precisa crear tejido vivo y trasplantable, ya acoplado a electrodos.

La cuestión no es solo biológica o tecnológica, sino incluso ética, ya que implica desde la fabricación «artificial» de tejido humano, hasta los posibles malos usos de estos y en especial programas, que «controlarían» los movimientos de la persona, y quién sabe si hasta sus pensamientos. A pesar de esto, los resultados son alentadores. Ya los científicos lograron unir dos placas adyacentes de neuronas, una acoplada a un microchip, y hacer que estas se unan poco a poco.

Los investigadores consideran que los axones o conexiones neuronales producidos pueden transmitir señales eléctricas activas y crear una interfaz de tejido nervioso a través del microchip, con lo cual podrían detectar y registrar señales bidireccionales en tiempo real, y decirle al cuerpo qué hacer. El proyecto, un tanto complicado y difícil de entender, ya logró conectar este artefacto a una rata con médula espinal lesionada, e hizo que esta moviera, aun de forma incipiente, partes de su cuerpo que estaban inmovilizadas.

Mano cibernética

Aunque muchas de estas indagaciones científicas apenas están en pañales, empresas informáticas de diversas partes del mundo han puesto ya a disposición del público los primeros prototipos de robots capaces de ejecutar acciones a pedido, como responder llamadas telefónicas, servir de guardianes, limpiar una casa e incluso desplazarse para alcanzar algún objeto y traerlo de vuelta.

Igualmente se trabaja en la creación de miembros robóticos, en proyectos que van desde los «andadores», desarrollados para soportar grandes cargas —especie de piernas artificiales controladas con mandos—, hasta manos y pies sustitutos, cada vez más acabados. En Europa, por ejemplo, debe estar lista en breve una extremidad mecánica capaz de sustituir a la biológica respondiendo a impulsos nerviosos del receptor.

El proyecto Ciberhand, en el que participan diversas instituciones científicas del Viejo Continente, de países como España, Italia, Alemania y Dinamarca, ya logró una prótesis que se mueve obedeciendo a estímulos nerviosos de la persona que la lleve, y hasta le transmite algunas sensaciones, como frío o calor.

Sin embargo, aún es un prototipo de prueba, en parte por su alto costo, y por otro lado por requerir la implantación de un chip en el cerebro de la persona, algo a lo que se resisten muchos galenos por considerar que no está suficientemente probada su compatibilidad con el cuerpo humano.

A pesar de esto, parece que todos los caminos conducen a que tramas fílmicas como Yo robot u Odisea del espacio, donde los androides desempeñan un papel fundamental, dentro de poco podrían ser algo cotidiano.

Automatización

2009-11-19T16:28:00.002-03:00

Con el nacimiento de la Revolución Industrial, muchas fábricas tuvieron gran aceptación por la automatización de procesos repetitivos en la línea de ensamblaje. La automatización consiste, principalmente, en diseñar sistemas capaces de ejecutar tareas repetitivas hechas por los hombres, y capaces de controlas operaciones sin la ayuda de un operador humano. El término automatización también se utiliza para describir a los sistemas programables que pueden operar independientemente del control humano. La mayoría de las industrias has sido automatizadas o utilizan tecnología para automatizar algunas labores; en la industria de la telefonía, marcación, transmisión y facturación esta completamente automatizados. Los ferrocarriles son controlados por herramientas automáticas de señalización, las cuales cuentan con sensores capaces de detectar el cruce de carros en un punto en especial, esto significa que se puede tener vigilado el movimiento y localización de vagones de tren.

Pero no todas las industrias requieren el mismo grado de automatización. La agricultura es una industria difícil de automatizar, y con esto se ha vuelto más mecanizada, esencialmente en el procesamiento y empaque de comida. De manera similar, los doctores pueden dar consulta asistiéndose en una computadora, pero finalmente el doctor, y no la computadora, termina por dar el diagnóstico final al paciente.

Las industrias del aceite y la química en especial, han desarrollado métodos de flujo continuo de producción, a causa de la naturaleza de los materiales utilizados; en la industria de la refinería, aceite crudo penetra en un punto y fluye continuamente a través de pipas, destilación, y herramientas de reacción para ser procesadas en productos como la gasolina o el aceite. Un arreglo de herramientas de control automático manejados por un microprocesador y coordinados por una computadora central se utiliza para el control de válvulas, termostatos, o cualquier otro equipo que requiera ser regulado por las ocurrencias de flujo o reacción.

Los robots comenzaron a aparecer en este proceso de automatización industrial hasta la aparición de las computadoras en los 40’s. Estos robots computarizados, están equipados con pequeños microprocesadores capaces de procesar la información que le proveen los sensores externos y así es como el robot puede tomar cambiar o mantener una operación en ejecución, a esto se le llama retroalimentación, y forma parte de la Cibernética. La retroalimentación es esencial en cualquier mecanismo de control automático, ya que ayuda a controlar los factores externos que le afecten en la correcta ejecución de sus operaciones normales.

Cibernética

2009-11-19T16:27:00.002-03:00

La cibernética es una ciencia interdisciplinaria, tratando con sistemas de comunicación y control sobre organismos vivos, máquinas u organizaciones. El término es una derivación del vocablo griego kybernetes que significa gobernador o piloto, y fue aplicado por primera vez en 1948 a la teoría del control de mecanismos por el matemático americano Norbet Wiener.

Para conseguir la ejecución deseada de un organismo humano o de una herramienta mecánica, la información proveniente de los resultados actuales a través de la acción realizada debe hacerse disponible como una guía para futuras acciones. En el cuerpo humano, el cerebro y el sistema nervioso funcionan para coordinar la información, la cual es utilizada para determinar el futuro curso de una acción; controlar los mecanismos para la auto corrección en máquinas que sirven con un propósito similar. Este principio es conocido como retroalimentación, el cual es fundamental en el concepto de automatización.

La cibernética también se aplica al estudio de la psicología, servomecanismo, economía, neuropsicología, ingeniería en sistemas y al estudio de sistemas sociales, el término cibernética no es muy utilizado para describir por separado a un campo de estudio, y muchas de las investigaciones en el campo ahora se centran en el estudio y diseño de redes neuronales artificiales.

La cibernética, según el epistemólogo, antropólogo, cibernetista y padre de la terapia familiar, Gregory Bateson, es la rama de las matemáticas que se encarga de los problemas de control, recursividad e información. Bateson también afirma que la cibernética es "el más grande mordisco a la fruta del árbol del Conocimiento que la humanidad haya dado en los últimos 2000 años".

Stafford Beer, filósofo de la teoría organizacional y gerencial, de quien el propio Wiener dijo que debía ser considerado como el padre de la cibernética de gestión, define a la cibernética como “la ciencia de la organización efectiva”.

Según el Profesor Dr. Stafford Beer, la cibernética estudia los flujos de información que rodean un sistema, y la forma en que esta información es usada por el sistema como un valor que le permite controlarse a si mismo: ocurre tanto para sistemas animados como inanimados indiferentemente. La cibernética es una ciencia interdisciplinar, estando tan ligada a la física como al estudio del cerebro como al estudio de los computadores, y teniendo también mucho que ver con los lenguajes formales de la ciencia, proporcionando herramientas con las que describir de manera objetiva el comportamiento de todos estos sistemas."

El propio Stafford Beer afirmó: "Probablemente la primera y más clara visión dentro de la naturaleza del control fue que éste no trata de tirar de palancas para producir unos resultados deseados e inexorables. Esta noción del control se aplica sólo a máquinas triviales.

Nunca se aplica un sistema total que incluye cualquier clase de elemento probabilístico -- desde la meteorología, hasta las personas; desde los mercados, a la política económica. No: la característica de un sistema no-trivial que está bajo control es que a pesar de tratar con variables demasiado extensas para cuantificar, demasiado inciertas para ser expresadas, e incluso demasiado difíciles de comprender, algo puede ser hecho para generar un objetivo predecible. Wiener encontró justo la palabra que quería en la operación de los grandes barcos de la antigua Grecia. En el mar, los grandes barcos batallaban contra la lluvia, el viento y las mareas -- cuestiones de ninguna forma predecibles. Sin embargo, si el hombre, operando sobre el timón, podía mantener su mirada sobre un lejano faro, podría manipular la caña del timón, ajustándola constantemente en tiempo-real, hasta alcanzar la luz. Esta es la función del timonel. En los tiempos antiguos de Homero la palabra Griega para designar al timonel era kybernetes, que Wiener tradujo al Inglés como cybernetics, en español cibernética."

En una reflexión muy poética dada por Gordon Pask la cibernética es “la ciencia de las metáforas a ser defendidas.”

Inteligencia Artificial

2009-11-19T16:26:00.000-03:00

Cuando la computación empezó a surgir como una ciencia, se empezaron a dar cuenta de que los robots podía realizar tareas mucho más complejas de lo que ellos imaginaban; se interesaron en el concepto del "razonamiento Humano"; se dieron cuenta de que si pudieran "aprender" de su medio, se podría realizar el sueño de cualquier científico de aquella época: crear vida artificial, y de esta manera hacer que los robots pensaran y pudieran razonar.

La inteligencia humana ha maravillado a los hombres desde el principio de los tiempos, siempre ha tratado de imitarla, igualar y mecanizarla para sus propios propósitos. Comenzó por desarrollar algoritmos capaces de resolver problemas específicos, se interesó en aplicar la Lógica Matemática en la resolución de dichos problemas, y es aquí donde comenzó a desarrollarse la I.A.

Podemos definir la Inteligencia Artificial (IA) como la rama de la Ciencia Informática dedicada al desarrollo de agentes racionales no vivos" o dicho de otro como "al estudio de las maneras en las cuales las computadoras pueden mejorar las tareas cognoscitivas, en las cuales, actualmente, la gente es mejor." De esta manera podemos ver que el entendimiento de algún lenguaje natural, reconocimiento de imágenes, encontrar la mejor manera de resolver un problema de matemáticas, encontrar la ruta óptima para llegar a una objetivo específico, etc., son parte del razonamiento humano, y que hasta ahora el hombre ha deseado poder imitarla desarrollando la Inteligencia Artificial.

La evolución de la I.A. se debe al desarrollo de programas para ordenadores capaces de traducir de un idioma a otro, juegos de ajedrez, resolución de teoremas matemáticos, etc. Alrededor de 1950, Alan Turing desarrolló un método para saber si una máquina era o no "inteligente" denominado "Test de Turing", "en el cual un operador tiene que mantener una conversación en dos sentidos con otra entidad, a través de un teclado, e intentar que la otra parte le diga si se trata de una máquina o de otro ser humano.

Sobre este test circulan muchas historias ficticias, pero nuestra favorita es la que trata sobre una persona que buscaba trabajo y al que se le deja delante de un teclado para que se desenvuelva solo. Naturalmente, se da cuenta de la importancia de este test para sus perspectivas de carrera y por lo tanto lucha valientemente para encontrar el secreto, aparentemente sin éxito. Sin embargo, tras cierto tiempo, la persona que realizaba la entrevista vuelve, le estrecha la mano, y le felicita con estas palabras: ‘Muy bien, amigo, la máquina no pudo descifrar si Ud. era una persona; precisamente es lo que necesitábamos para un puesto de Inspector de Hacienda’".

Pero de que sirve crear algoritmos capaces de imitar la inteligencia y el razonamiento humano; es aquí donde la I. A. y la Robótica tienen un punto en común.

La I.A. tiene aplicación en la Robótica cuando se requiere que un robot "piense" y tome una decisión entre dos o mas opciones, es entonces cuando principalmente ambas ciencias comparten algo en común. La I.A. también se aplica a los ordenadores, ya sean PC’s , servidores de red o terminales de red, ya que su principal aplicación es desarrollar programas computacionales que resuelvan problemas que implican la interacción entre la máquina y el hombre, es decir, las máquinas "aprenderán" de los hombres, para realizar mejor su labor.

Algunas Aplicaciones de la Robótica

2009-11-19T16:20:00.000-03:00

Las novelas de ciencia-ficción nos muestran robots dotados de una inteligencia igual o superior a la de los hombres, capaces de aprender de sus "errores" y mejorar su sistema original, pueden convivir con los seres humano de una manera natural. En la actualidad, estos relatos no están distantes de la realidad que empezamos a vivir. Los robots empiezan a invadir nuestras vidas, comienzan a aparecer en los lugares menos esperados, comienzan a reemplazar algunas de nuestras labores más difíciles de realizar.

La robótica se ha ido desarrollando a pasos agigantados. Los robots comienzan a formar parte de nuestras vidas, y no hay que alarmarnos por esto, sino más bien hay que sacarle todo el provecho posible para que la ayuda que nos puedan dar, sea bien aprovechada.

Uno de los primeros robots fue el llamado SHAKEY, desarrollado por investigadores en el Instituto de Investigaciones de Stanford en 1960, este robot fué capaz de tomar bloques en un pila utilizando una cámara de video como un sensor visual, y procesando esta información en una pequeña computadora.

Tiempo después, a mediados de 1970, la General Motors financió un programa de desarrollo en el que el investigador Víctor Scheinman del Instituto de Tecnología de Massachusetts inventó un "brazo" mecánico para producir un llamado "manipulador universal programable para ensamblaje (programmable universal manipulator for assembly, PUMA)". El PUMA marcaron el inicio de la era de los robots.

Investigación

La robótica ayuda mucho en el área de investigación; con ayuda de robots especiales, los científicos pueden experimentar con robots de prueba antes de implantar algún nuevo programa de control.

En la industria se utilizan para hacer trabajos peligrosos como soldaduras de arco, de punto o implementación de sustancias inhalantes nocivas. También se usan para aplicar pintura en spray, transporte pesado, molienda de materiales o moldeado en plástico.

En los Laboratorios médicos se utilizan para realizar tareas repetitivas de medición de peso, cantidad de materia, pH, etc. Los robots presentan tres ventajas sobre el trabajo humano: mayor productividad, mayor control de calidad y reducción de exposición humana a sustancis dañinas.

En la agricultura para la esquila ovejas, realiza los cortes de los cerdos, para realizar tareas de búsqueda y transmisión de información sobre el terreno y detectar epidemias e insectos peligrosos

En la actividad de investigación del espacio se han utilizado y se utilizan robots, la información que se recoje de los planetas con las sondas no tripuladas como la Galileo, que investigó Júpiter; son producto de mediciones de robots.

La Construcción de un Robots

2009-11-19T16:18:00.002-03:00

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.

Aquí les dejo un video con la construcción de un brazo robótico

Resumen

2009-11-19T16:15:00.003-03:00

Un Pequeño Resumen

La robótica es un concepto de dominio público. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la robótica, sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene; sin embargo, no conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea del origen de las aplicaciones útiles de la robótica como ciencia.

El principal objetivo del presente proyecto, es el de dar un vistazo al mundo de la robótica. No se muestra información ficticia, solamente se tiene un breve resumen del mundo de la robótica; todas las fuentes de información se pueden encontrar al final del documento en el apartado de Bibliografía, ahí se muestran las referencias bibliográficas y algunas direcciones de Internet en donde se basó para generar este documento.

La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de años. Nos basaremos en hechos registrados a través de la historia, y comenzaremos aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es mas, la palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.

Desde el principio de los tiempo, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se ha empeñado en dar vida a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas ó difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt, consideran que el primer autómata en toda la historia fue Adán creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y Dios fué quien los programó y les dio sus primeras instrucciones que debieran de seguir. Dentro de la mitología griega se puede encontrar varios relatos sobre la creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creó el primer hombre y la primer mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el principio de los tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.

Los hombres creaban autómatas como un pasatiempo, eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los materiales que se utilizaban se encontraban al alcance de todo el mundo, esto es, utilizaban maderas resistentes, metales como el cobre y cualquier otro material moldeable, esto es, que no necesitara o requiriera de algún tipo de transformación para poder ser utilizado en la creación de los autómatas.

Estos primeros autómatas utilizaban, principalmente, la fuerza bruta para poder realizar sus movimientos. A las primeras máquinas herramientas que ayudaron al hombre a facilitarle su trabajo no se les daba el nombre de autómata, sino más bien se les reconocía como artefactos ó simples máquinas.

Bibliografía e Información

2009-11-19T16:14:00.000-03:00

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2009-11-19T16:08:00.000-03:00

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