Robotica

December 13, 2012 Leave a comment

 

La Robotica

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Mi intención en este blog es aprender sobre la robótica y al mismo tiempo enseñárles a ustedes como se conforman las leyes de la robótica, su arquitectura, su clasificación dependiendo del tipo de robot, etc.

La robótica es la rama de la tecnología que se dedica al diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots.La robótica combina la mecánica  la electrónica, la informática, la tecnología artificial, la ingeniería y la física.

Historia de la Robotica

La historia de la robótica va unida a la construcción de “artefactos”, que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El primer autómata Griego Arquitas de Tarento en el siglo IV antes de Cristo, construyo un ave mecánica a vapor al que llamo (La paloma).

Los robots, en la actualidad, se utilizan en el ámbito industrial (para montar piezas de diversos mecanismos, desplazar grandes pesos y otras tareas), en la medicina (para operar en lugares de difícil acceso) y en el campo militar (para reducir las bajas humanas), entre otros sectores.

Definición

Karel Čapek, un escritor checo acuñó en 1921 el término “Robot” en su obra dramática Rossum’s Universal Robots / R.U.R., a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov definiendo a la ciencia que estudia a los robots.Se le denomina robot a la maquina programable que puede manipular objetos y realizar operaciones que antes solo podían realizar los seres humanos.Los robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma mas rápida, barata y precisa que los seres humanos.

Tres Leyes de la Robotica

En ciencia ficcion las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas escritas por Isaac Asimov, que la mayoría de los robots de sus novelas y cuentos están diseñados para cumplir. En ese universo, las leyes son “formulaciones matemáticas impresas en los senderos positrónicos del cerebro” de los robots (líneas de código del programa de funcionamiento del robot guardadas en la ROM del mismo). Aparecidas por primera vez en el relato Runaround (1942), establecen lo siguiente:

  1. Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
  2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.
  3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

 Clasificación de los Robots

Según su arquitectura

Existen diferentes tipos y clases de robots, entre ellos con forma humana, de animales, de plantas o incluso de elementos arquitectónicos pero todos se diferencian por sus capacidades y se clasifican en 4 formas:

  1. Androides. robots con forma humana. Imitan el comportamiento de las personas, su utilidad en la actualidad es de solo experimentación. La principal limitante de este modelo es la implementación del equilibrio en el desplazamiento, pues es bípedo.
  2. Móviles. se desplazan mediante una plataforma rodante (ruedas); estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro.                                                                                                            image006
  3. Zoomórficos. es un sistema de locomoción imitando a los animales. La aplicación de estos robots sirve, sobre todo, para el estudio de volcanes y exploración espacial.                                           robot_zoomorfico[1]

Poliarticulados. mueven sus extremidades con pocos grados de libertad. Su principal utilidad es industrial, para desplazar elementos que requieren cuidados.

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Hibridos. 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.

Según su cronología

La que a continuación se presenta es la clasificación más común:

  • 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 que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.

  • 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.

Tipos de Robots

Robots del hogar

Se han realizado estudios sobre la cantidad de robots que están diseñando para el uso domestico, los cuales han dado como resultado que estos se multiplequen en grandes cantidades con el paso de los años.

Esto llevó a que las Naciones Unidas y la Federación Internacional de Robótica hayan realizado un sondeo para determinar si lo antes mencionado es algo real. Estos llegaron a la conclusión de que esto se debe a la constante adquisición por consumidores de estos productos tecnológicos.

Algunos de los modelos de robots cotan césped, aspiran suelos y otras tareas de la casa. Gracias a los avances estos se vuelven más eficaces y menos aparatosos y ruidosos. En la actualidad se están adquiriendo con mucho mayor auge los robots que limpian ventanas y piscinas. El escepticismo en el mercado existe debido a que los robots antiguos no han desarrollado su gran potencial, es lo que explica el consejero delegado de iRobot Corp. En la actualidad el precio de los robots es menos costoso, pues el desarrollo y los avances han permitido un equipo más ligero y menos complicado para su fabricación. El termino robots se aplica a cualquier máquina que realiza tareas humanas de manera automática. Es la propulsión de los robots lo que genera los movimientos.

Los últimos diseños incluyen robots destinados a ofrecer servicios a: Discapacitados • Personas mayores • Realizarán cirugía • Inspeccionarán sitios de peligro • Lucharán contra incendios y explosiones.

Robots Industriales

Existen ciertas dificultades a la hora de establecer una definición formal de lo que es un robot industrial. La primera de ellas surge de la diferencia conceptual entre el mercado japonés y el euro-americano de lo que es un robot y lo que es un manipulador. Así, mientras que para los japoneses un robot industrial es cualquier dispositivo mecánico dotado de articulaciones móviles destinado a la manipulación, el mercado occidental es más restrictivo, exigiendo una mayor complejidad, sobre todo en lo relativo al control. En segundo lugar, y centrándose ya en el concepto occidental, aunque existe una idea común acerca de lo que es un robot industrial, no es fácil ponerse de acuerdo a la hora de establecer una definición formal. Además, la evolución de la robótica ha ido obligando a diferentes actualizaciones de su definición.

La definición mas comúnmente aceptada posiblemente sea la de la Asociación de Industrias Robóticas (RIA), según la cual:

Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.

Esta definición, ligeramente modificada, ha sido adoptada por la Organización Internacional de Estándares (ISO) que define al robot industrial como:

Manipulador multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales según trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.

Se incluye en esta definición la necesidad de que el robot tenga varios grados de libertad. Una definición más completa es la establecida por la Asociación Francesa de Normalización (AFNOR), que define primero el manipulador y, basándose en dicha definición, el robot:

Manipulador: mecanismo formado generalmente por elementos en serie, articulados entre sí, destinado al agarre y desplazamiento de objetos. Es multifuncional y puede ser gobernado directamente por un operador humano o mediante dispositivo lógico.

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Robot: manipulador automático servo-controlado, reprogramable, polivalente, capaz de posicionar y orientar piezas, útiles o dispositivos especiales, siguiendo trayectoria variables reprogramables, para la ejecución de tareas variadas. Normalmente tiene la forma de uno o varios brazos terminados en una muñeca. Su unidad de control incluye un dispositivo de memoria y ocasionalmente de percepción del entorno. Normalmente su uso es el de realizar una tarea de manera cíclica, pudiéndose adaptar a otra sin cambios permanentes en su material.

Por ultimo, la Federación Internacional de Robótica (IFR) distingue entre robot industrial de manipulación y otros robots:

Por robot industrial de manipulación se entiende una maquina de manipulación automática, reprogramable y multifuncional con tres o más ejes que pueden posicionar y orientar materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales para la ejecución de trabajos diversos en las diferentes etapas de la producción industrial, ya sea en una posición fija o en movimiento.

La Fiebre de la Robotica

La sombra terrible que proyectó sobre los robots la película Metrópolis(1927) de Fritz Lang tardó 50 años en volverse amable con el temeroso C3PO de Star Wars. Hoy los robots son una realidad en la industria, la investigación, la guerra, la medicina y las exploraciones marcianas, dan soluciones que van más allá de la ficción y toman parte de nuestro entorno cotidiano. En este avance de la robótica, no es baladí el auge en las áreas educativa y personal. En este último entorno, aparece My Butterfly, un minirrobot en forma de mariposa.

Colocada dentro de un bote de vidrio –de aquellos que empleaban nuestras abuelas para conservas y confituras, con tapa de rosca metálica– el lepidóptero artificial revolotea al palmear la tapa. El verismo del movimiento es sorprendente. Se presentan cuatro tipos de mariposas: las Morpho rosa y azul, la Cola de Golondrina y la Monarca (en la foto).

Maquinas Super Modernas

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.

Karel

Karel el robot es una aplicación sencilla de software que consta de un simulador de robot integrado para probar instrucciones de programación en lenguaje Karel+. Karel el Robot es comúnmente utilizado como una introducción simple a la programación para estudiantes de cómputo, pues aunque su lenguaje no es como el utilizado en realidad para programar, provee bases fuertes sobre lo que significa diseñar un programa de instrucciones aplicable a situaciones variables.

Lego

El 28 de Enero de 1918, Ole Kirk Christiansen abrió un negocio de carpintería en Billund, y se ganó la vida construyendo casas y muebles para granjeros de la región con la ayuda de un pequeño equipo de aprendices. Su taller se quemó en 1924. Ole Kirk tomó el desastre como la oportunidad de construir un taller mayor, y se dedicó a ampliar su negocio. Intentando encontrar formas de minimizar sus costos de producción, Ole Kirk comenzó a producir versiones en miniatura de sus productos como ayuda de diseño. Sus escaleras en miniatura y tablas de planchar fueron las que lo inspiraron a producir juguetes.

No fue hasta 1934 que el nombre LEGO fue acuñado por Christiansen a raíz de la frase danesa leg godt, que significa “juega bien”.

Cuando el plástico alcanzó uso masivo, Ole Kirk se adaptó a los cambios y comenzó a producir juguetes de plástico. Uno de los primeros juguetes modulares producidos por LEGO fue un camión que podía ser desarmado y re-ensamblado. No fue hasta 1949 que los bloques de plástico interconectables, los cuales llevaron a la compañía a la fama, fueron desarrollados. Estos “bloques de construcción automáticos”, fabricados de acetato de celulosa, fueron desarrollados al estilo de los bloques de madera tradicionales, los cuales podían ser apilados unos sobre otros; el concepto revolucionario, sin embargo, fue el hecho de que los bloques de plástico podían ser “trabados” entre sí. Cada bloque poseía varios botones planos en su cara superior y un fondo ahuecado rectangular. Conectando las caras superior e inferior de dos bloques era posible mantenerlos unidos. En1953, estos bloques obtuvieron un nuevo nombre: LEGO Mursten o “bloques LEGO”.

La utilización de plástico para la fabricación de juguetes no fue bien recibida por vendedores y consumidores de la época. Muchos de los cargamentos de LEGO fueron devueltos, siguiéndoles bajas ventas; se consideraba entonces que los juguetes de plástico no podrían reemplazar a los de madera. Hacia 1954, Godtfred, el hijo de Ole Kirk, se había convertido ya en el director administrativo de LEGO. Fue durante una conversación con un comprador extranjero que obtuvo la idea de un sistema de juguete. Godtfred divisó el inmenso potencial de los bloques LEGO para convertirse en un sistema para el juego creativo, pero los bloques poseían aún algunos problemas desde el punto de vista técnico: su habilidad para “ligarse” era limitada y no eran muy versátiles. No fue hasta 1958 que el diseño de los bloques actuales fue desarrollado. Los bloques fueron mejorados con tubos huecos en su cara inferior. Este cambio permitió mayor apoyo en la base, mejorando ampliamente la habilidad de ligarse y su versatilidad. Ole Kirk Christiansen falleció ese mismo año y Godtfred heredó el liderazgo de la compañía.

I´Robot

I´Robot es una pelicula producida en 2004, dirigida por Alex Provas y protagonizada por Will Smith. Aunque se atribuye la historia a las Series de Robots de Isaac Asimov, que incluye una recopilación de cuentos del mismo nombre, I´Robot. en realidad está basada en un guion de Jeff Vintar, titulado Hardwired.

Algunas ideas de Asimov acerca de los robots —la más importante, las Tres leyes de la robotica— fueron añadidas al guion de Vintar después de que los productores adquirieron los derechos sobre el título del libro. La película tiene también alguna semejanza con un cuento de ciencia ficcion de 1939 (pre-Asimov), Yo, robot, de Eando Blinder, que trata de un robothumanoide “inteligente”, quien es culpado por la muerte de su creador. Este relato tampoco está relacionado con los cuentos de Asimov.

Es una película bastante divertida, aunque una que otra flaqueza, que en algunas partes falta algo de acción pero luego se muestra al final, quizá al principio se note algo aburrida y sin mucho que ofrecer, pero luego será una entretenida y divertida película. Quizá para muchos sea algo predecible y en ciertos momentos lo es, pero creo que habría que mirarlo desde otra perspectiva. La película contiene unos buenos efectos visuales y tambien una interpretación muy buena de Will Smith. Para mi es una de las mejores películas de robots que he visto.

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December 6, 2012 1 comment

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