1. Introducción
No hay solución posible. Cuando se habla de robótica con alguien, casi se puede ver en los ojos del interlocutor la imagen imagen e e C3PO hablando sin parar cuatrocientos idiomas a la vez y corriendo de un lado para otro delante o detrás del edi de turno. !un"ue las pel#culas y novelas novelas de de ciencias $icción han logrado "ue la robótica comience a interesar a una cantidad cada vez más numerosa de personas, por desgracia la robótica actual dista mucho de haber evolucionado hasta el punto "ue se nos mostraba en la trilog#a de %&a guerra guerra de de las gala'ias%. (n este proyecto proyecto vamos vamos a intentar dar un repaso a la situación actual de la robótica, as# como a analizar los distintos componentes de un robot y los di$erentes tipos de robot "ue se pueden encontrar en la actualidad. 2. Concepto de robótica
&a )obótica es una ciencia o rama de la tecnolog#a tecnolog#a,, "ue estudia el dise*o dise*o y y construcción construcción de de má"uinas capaces de desempe*ar tareas realizadas por el ser humano o "ue re"uieren del uso de inteligencia inteligencia.. &as ciencias y tecnolog#as de las "ue deriva podr#an ser+ el álgebra álgebra,, los autómatas programables, las má"uinas de estados, la mecánica o la in$ormática in$ormática.. e $orma general, la )obótica se de$ine como+ (l conjunto de conocimientos teóricos y prácticos "ue permiten concebir, realizar y automatizar sistemas automatizar sistemas basados basados en estructuras estructuras mecánicas mecánicas poli articuladas, dotados de un determinado grado de %inteligencia% y destinados a la producción producción industrial industrial o al sustitución del hombre hombre en en muy diversas tareas. -n sistema sistema )obótico )obótico se puede describirse, como %!"uel "ue es capaz de recibir in$ormación recibir in$ormación,, de comprender su entorno a travs del empleo empleo de de modelos modelos,, de $ormular y de ejecutar planes, y de controlar o supervisar su operación%. &a )obótica es esencialmente pluridisciplinaria y se apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y de la in$ormática, as# como en los de nuevas disciplinas tales como el reconocimiento de patrones y de inteligencia arti$icial. &a historia de la )obótica ha estado estado unida unida a la construcción de %arte$actos%, muchas veces por obra de genios autodidactas "ue trataban de materializar el deseo humano de cr ear seres semejantes a nosotros "ue nos descargasen del trabajo trabajo.. (l ingeniero espa*ol espa*ol &eonardo &eonardo /orres 0uevedo 1"ue construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegra$#a sin hilodrecista automático, el primer trasbordador areo y otros muchos ingenios2 acu*ó el trmino %automática% en relación con la teor#a de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos. i alg4n autor ha in$luido sobre manera en la concepción del universo de los robots de $icción, ste ha sido sin duda alguna 5saac !simos. 6uchos otros, desde luego, han escrito sobre robots, pero ninguno ha relatado tan minuciosamente las actitudes y posibilidades de estas má"uinas como lo ha hecho l. /anto /anto es as#, "ue el O'$ord (nglish ictionary reconoce a !simos como inventor de la palabra %robótica% y, aun"ue todos conocemos la $acilidad de los angló$onos para inventar palabras nuevas, no por ello tiene mucho mrito. Cuando ten#a 77 a*os, !simos escribió su cuarto relato corto sobre robots. (l c#rculo vicioso. (n boca de unos de sus personajes planteó lo "ue consideraba a'iomas básicos para el $uncionamiento de un robot. &os llamó robótica y dicen as#+ las Tres reglas fundamental de la robótica y 8. Ning4n robot puede hacer da*o da*o a a un ser humano, o permitir "ue se le haga da*o por no actuar. 7.
-n rob robot ot deb debe e obed obedec ecer er las las órd órden enes es dad dadas as por por un un ser ser huma humano no,, e'ce e'cept pto o si st stas as órd órden enes es ent entra ran n en con$licto con$licto con con la primera ley ley..
3.
-n robot robot debe debe prot protege egerr su propia propia e'iste e'istenci ncia a en en la medida medida en "ue está está prot protecc ección ión no sea incomp incompati atible ble con las leyes anteriores.
(n de$initiva, las $amosas leyes de !simos son aplicables a un universo donde los robots son seres inteligentes, pero "uedan relegadas a una cartilla de parvulario al en$rentarse con la dura realidad. Pero esto son sólo ancdotas. 3. Historia de las tres leyes de robótica
&os primeros )obots construidos, en la tierra, tierra, eran modelos poco avanzados. (ra una poca en donde la )obopsicolog#a no estaba muy bien desarrollada. (stos )obots pod#an ser en$rentados a situaciones en las cuales se vieran en un con$licto con sus leyes. -na de las situaciones más sencillas se da cuando un )obot
debe da*ar a un ser humano para evitar "ue dos o más su$ran da*o. !"u# los )obots decid#an en $unción de un criterio e'clusivamente cuantitativo, "uedando luego inutilizados, al verse $orzados a violar la primera ley. Posteriores desarrollos en la )obótica, permitieron la construcción de circuitos más complejos, y por ende, con una mayor capacidad de autorre$le'ión. -na peculiaridad de los )obots es "ue pueden llegar a rede$inir su concepto de %da*o% seg4n sus e'periencias e incluso, llegar a determinar niveles de ste. u valoración de los seres humanos tambin puede ser determinada por el ambiente. (s as# "ue un )obot puede llegar a da*ar a un ser humano por proteger a otro "ue considere de más val#a 1su amo por ejemplo2. /ambin podr#a darse el caso de "ue un )obot da*ara $#sicamente a un ser humano para evitar "ue otro sea da*ado psicológicamente, pues llega a ser una tendencia el considerar los da*os psicológicos más graves "ue los $#sicos. (stas situaciones nunca se hubieran dado en )obots más antiguos. !simov plantea en sus historias de )obots las más diversas situaciones, siempre considerando las posibilidades lógicas "ue podr#an llevar a los )obots a tales situaciones. -no puede llegar a encari*arse c on los )obots de !simov, l "ue nos muestra en sus historias )obots cada vez más %humanos%. (n (l hombre bicentenario, !simov nos narra la historia de !ndre9 6art#n, nacido )obot, y "ue luego de una vida de lucha, logró morir como un ser humano. (stán tambin ). aneel Oliva9 y ). :is;ard )eventlov, los cuales tienen un papel $undamental en la segunda e'pansión de los seres humanos y la posterior $undación del imperio galáctico. (stos dos personajes son importantes en la medida en "ue, siendo los )obots más complejos jamás creados, $ueron capaces de desarrollar la ley c ero de la )obótica 1
&a palabra )obot surge con la obra )-), los %)obots -niversales de )ossum% de Carel Capee, es una palabra checoslovaca "ue signi$ica trabajador, sirviente. in embargo podemos encontrar en casi todos los mitos de las diversas culturas una re$erencia a la posibilidad de crear un ente con inteligencia, desde el Popol>?uh de nuestros antepasados mayas hasta el :olem del juda#smo. esde la poca de los griegos se intentó crear dispositivos "ue tuvieran un movimiento sin $in, "ue no $uera controlado ni supervisado por personas, en los siglos @?55 y @?555 la construcción de autómatas humanoides $abricados con mecanismos de relojer#a por ac"ues de ?aucanson, Pierre Aenri>&ouis, a"uet> roz, como el
escribiente, the raughtsman, el m4sico Aenri 6aillar det 18B2, Olimpia de la ópera de O$$enbac; de Ao$$man, $ortalecieron la b4s"ueda de mecanismos "ue au'iliaran a los hombres en sus tareas. (stos autómatas desataron controversias alrededor de la posible inteligencia "ue pudieran tener estos dispositivos pesadas y en la b4s"ueda de la posibilidad de crear vida arti$icialmente. (l escribiente hac#a mo$a de la $rase de escartes de %Pienso luego e'isto para$raseándola al escribir %(scribo luego e'isto%. &os $raudes surgieron como en el caso del ajedrecista, en el "ue un mu*eco mecánico daba respuesta a jugadas deajedrez, comprobándose más tarde "ue era un enano encerrado en la caja del mu*eco el "ue daba las respuestas y mov#a el mu*eco. /odos estos mitos anteceden a la obra Dapec, en la "ue se plantea la construcción de )obots para liberar a las personas de la carga pesada de trabajo. in embargo, esta $icción y la creada por !simov, junto con los desarrollos mecánicos de má"uinas como el telar de /haillard, motiva a :eorge evol a crear el origen de los )obots industriales, un manipulador "ue ser #a parte de una clula de trabajo. 5. Desarrollo histórico
esde los primeros autómatas hasa las sondas espaciales han pasado varios siglos, pero al hablar de inteligencia sólo podremos mirars unos treinta a*os atrás. Aan s ido pocos a*os, pero muy intensos y el inters "ue ha despertado en todo el mundo es superior a cual"uier previsión "ue se pudiera $ormular en su nacimiento y concepción inicial, siguiendo un proceso paralelo a la introducción de las computadoras en las actividades cotidianas de la vida humana, aun"ue si bien los )obots todav#a no han encontrado la $orma de inserción en los hogares pero s# son un elemento ya imprescindible en la mayor#a de las industrias. Podemos contemplar la )obótica como una ciencia "ue, aun"ue en ella se han conseguido grandes avances, o$rece aun un amplio campo para el desarrollo y la innovación tecnológica y es precisamente este aspecto el "ue motiva a muchos investigadores y a$icionados a los )obots a seguir adelante planteando )obots cada vez mas evolucionados y complejos. &os a$icionados a los )obots tambin juegan un papel muy importante en el desarrollo de la )obótica, ya "ue son stos los "ue, partiendo de una a$ición $irme, con sus particulares ideas y al cabo de un cierto tiempo de pruebas y progresos, han podido desarrollar sus teor#as y, con ello, crear precedentes o mejorar aspectos olvidados, as# como solucionar problemas no previstos inicialmente. 5.1 El mone cibern!tico
(l primer autómata digno de mención del "ue noticias e'isten, se cree "ue $ue construido por :iovanni /orriani durante la primera mitad del siglo @?5. (l invento, "ue simula la $igura de un monje de la poca, $uncionaba mediante un mecanismo de resorte al "ue s e le daba cuerda con una llave. (l monje era capaz de girar e inclinar la cabeza, mover los ojos de un lado para otro, abrir la boca ygolpearse el pecho con la mano derecha mientras sub#a y bajaba la iz"uierda. 5.2 El pato "ue e#acuaba
(l pato automático de ac"ues ?aucanso, invento mecánico se construyó en 8=3B con el propósito venerable de recaudar dinero para su inventor. (l patito, construido en cobre puro y duro, no sólo graznaba, se ba*aba y beb#a agua sino "ue com#a grano, lo diger#a y, a4n no contento, lo evacuaba. /ras andar perdido durante treinta y tantos a*os, un suizo llamado )eichsteiner logró hallarlo y reconstruir sus más de E piezas. espus de su debut en la cala de 6ilán ya en el siglo pasado, el animalito volvió a perderse y hoy en d#a su paradero es un misterio. 5.3 La mu$eca escribana
Fue a principios del siglo pasado cuando un mecánico llamado 6aillardet creó un autómata capaz de escribir. &a aplicada má"uina, de apariencia $emenina, pod#a escribir en ingls y $rancs y además hasta dibujaba paisajes. -nos a*os más tarde la autómata escribana "uedó destruida y en 8B87 se reconstruyó con una nueva identidad y pasó a ser conocida como %&a mu*eca de Filadel$ia%. 5.4 %rimeras apro&imaciones
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 "ue la necesidad apremia, durante la egunda :uerra 6undial, los cient#$icos tuvieron "ue ingeniárselas para poder manejar sin perjuicio los elementos radiactivos. e construyeron con este $in los llamados teleoperadores "ue, a4n lejos de ser robots, son la primera apro'imación conseguida por los ingenieros. e basaban en dispositivos mecánicos "ue eran capaces de
reproducir las acciones realizadas por un operador situado a distancia. (l e$ecto era como tener brazos y manos muy largas. !lgunos a*os despus, los dispositivos mecánicos se sustituyeron por cone'iones elctricas, "uedando algo menos ortopdico y más parecido a los robots "ue conocemos en la actualidad. 5.5 'na industria incipiente
e puede hablar, sin embargo, de una industria de los robots hasta principios de los a*os setenta. oseph F. (ngelberger, $ue el primero en reconocer el potencial "ue encerraban las má"uinas automatizadas. (l mismo (ngelberger con$esó "ue $ue la lectura del libro GO )OHO/, de nuestro amigo !simos, la "ue llevó a dedicar su vida a la robótica. (ngelberger, "ue por entonces 1los a*os I2 cursaba estudios en la -niversidad de Columbia, coincidió en un cóctel con un inventor tambin apasionado por los robots. u nombre era :eorge C. evol. (l esp#ritu comercial de (ngelberger unido a las patentes de evol dieron como resultado el inicio de una industria "ue ni si"uiera sus creadores pudieron imaginar hasta dónde iba a llegar. untos $undaron la compa*#a Unimation dedicada a la creación de patentes de má"uinas automatizadas. ! principios de los a*os setenta hab#an dise*ado y producido un montón de ma"uinaria automática de todo tipo. Pero no ten#an resueltos los problemas con las computadoras utilizadas para el control de los robots, por a"uel entonces nada manejables y a4n demasiado caros. &a aparición del microchip acabó con su pesadilla, y a partir de entonces -nimation se convirtió en una de las empresas más rentables de todo el mundo. Por ello se otorgaron (ngerlberger y evol los bien merecidos t#tulos de %padre% y %abuelo% de la )obótica 5ndustrial. 5.( El )ran boom del imperio
(n 8J= se organiza el primer imposio 5nternacional de )obots 5ndustriales, 55). &as asociaciones más importantes de esa poca eran+ 5)! 1apan 5ndustrial )obot !ssociation2, la )5! 1)obot 5ndustries !ssociation2 y la H)! 1Hritish )obot !ssociation2. Paralelamente, las patentes y los robots segu#an proli$erando. e empezaba a hablar de cálculo de trayectorias, sensorización, retroalimentación y sistemas servodirigidos. 5.* +l)unos nombres y ,echas
/ras el primer desarrollo de -nimation basado en una de las patentes de evol 1denominada %dispositivo de trans$erencia programada articulada%2 todo $ueron robots por a"u# y por allá. (n 8JK7, A.!. (rnst publicó el desarrollo de una mano mecánica controlada por una computadoa. &a 6A>8 era capaz de %sentir% blo"ues y apilarlos sin la ayuda de ning4n operario. Por la misma $echa, /omovic y Honi dise*aron otra mano capaz de detectar el tama*o y peso de un objeto. Como dise*ar manos parec#a poco, al a*o siguiente se lanzó al mercado el primer prototipo comercial de bazo articulado. &o creó la !merican 6achina y Foundry Company, y se llamó -E+/0+. !lgunos a*os despus, en 8JKB, el &aboratorio de 5nteligencia !rti$icial de tand$ord decide poner a una computadora ojos y o#dos 1cámaras y micró$onos2 y a*adir algo de inteligencia aun"ue $uese arti$icial. &os ingenieros de robots ven en este avance la posibilidad de sacar a sus má"uinas de la oscuridad y el silencio y no se lo piensan dos veces. &a compa*#a Da9asa;i Aeavy 5ndustries negocia una licencia c on -nimation y en 8J= desarrollan el primero robot articulado provisto de una cámara y controlado por una computadora. &o llamaron el brao tan,ord y era capaz de apilar blo"ues seg4n una estrategia trazada y de $orma inteligente. (l 'ito obtenido por este proyecto llevó a considerar el control por la computadora y la sensorización como partes $undamentales de un sistema robotizado, y cual"uier robot "ue se preciase, deb#a incluir ambos. ! partir de la segunda mitad de los setenta todo evolucionó mucho más deprime. 5ngenieros de la 5H6 desarrollaron en 8J=I un manipulador inteligente con sensores de contacto y $uerza. (n el 65/ 15nstituto /ecnológico de 6assachussets2 se trabajaba en aspectos de inteligencia arti$icial. G el et Propulsión &aboratory desarrollaba tcnicas de control sobre el brazo tan$ord para proyectos espaciales. (. 0obots autómatas y simples m"uinas
Aay "ue desmiti$icar la mala creencia general $ormada en la sociedad acerca de la palabra %)obot% a ra#z de simples pel#culas de ciencia>$icción ya "ue los )obots no son malvados por naturaleza, sólo son los lo "ue los hombres "uieran "ue lleguen a ser. !un as#, el mundo del cine ha e'puesto a lo largo del tiempo ejemplos de )obots con conductas buenas.
Ilustración 1 0obot
)obot $abricado por /oyota (.1 De,inición de robot
ar una de$inición concreta de robot no es sencillo. )esulta tan complicado como intentar de$inir por ejemplo, la diversión o el aburrimientoL se conoce si algo es divertido o aburrido, pero es largo e'plicarlo con palabras. -n )obot es un dispositivo generalmente mecánico, "ue desempe*a tareas automáticamente, ya sea de acuerdo a supervisión humana directa, a travs de un programa prede$inido o siguiendo un conjunto de reglas generales, utilizando tcnicas de inteligencia arti$icial. :eneralmente estas tareas reemplazan, asemejan o e'tienden el trabajo humano, como ensamble en l#neas de manu$actura, manipulación de objetos pesados o peligrosos, trabajo en el espacio, etc. -n )obot tambin se puede de$inir como una entidad hecha por el hombre con un cuerpo y una cone'ión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción 1no bajo la acción directa del control humano2. -sualmente, la inteligencia es una computadora o un microcontrolador ejecutando un programa. in embargo, se ha avanzado mucho en el campo de los )obots con inteligencia alámbrica. &as acciones de este tipo de )obots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores "ue mueven e'tremidades o impulsan al )obot. &a )5! 1)obot 5ndustries !ssociation2 lo de$ine as#+ un robot es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñado para mover cargas, piezas, herramientas o dispositivos especiales, según trayectorias variadas y programadas. (n resumen se puede decir+ M u caracter#stica $undamental es poder manejar objetos 1o sea, manupulador2. -n robot se dise*a con este $in, teniendo en cuenta "ue ha de ser muy versátil a la hora de utilizar herramientas y manejarlas. M &a segunda pecularidad "ue a di$erencia de otras má"uinas automáticas es su capacidad para realizar trabajos completamente di$erentes adaptándose al medio, e incluso pudiendo tomar decisiones. ! eso es a lo "ue se re$iere lo de multi$uncional y reprogramable. &os eb bots son conocidos como )obots, pero e'isten solamente en código, y se mueven a travs de páginas eb obteniendo in$ormación. /ales entidades son normalmente llamadas agentes de so$t9are para ser distinguidos de un )obot "ue posee cuerpo. (sta de$inición está muy abierta, ya "ue hasta una secadora de cabello satis$ace este criterio. Por lo tanto, los robotistas han e'tendido la de$inición a*adiendo el criterio de "ue los )obots deben ser entidades "ue lleven a cabo más de una acción. Por lo tanto, las secadoras de cabello y entidades similares de una sola $unción son reducidas a una Control de problemas. !s# mismo, el trmino )obot ha sido utilizado como un trmino general "ue de$ine a un hombre mecánico o autómata, "ue imita a un animal ya sea real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas má"uinas "ue reemplazan directamente a un humano o animal en el trabajo o el juego. (sta de$inición podr#a implicar "ue un )obot es una $orma de biomimetismo.
(.2 6arcando di,erencias
('iste otra categor#a de má"uinas llamadas Autómatas rogramables muy relacionadas con el mundo de los robots, pero "ue no pueden con$undirse con ellos. -n !utómata Programable es cual"uier má"uina electrónica dise*ada para controlar en tiempo real un proceso. (l autómata carece de inteligencia como tal y reacciona e'actamente igual ante sucesos iguales. (s $recuente "ue un autómata $orme parte de un sistema robotizado, dedicándose a controlar las se*ales del proceso y dirigiendo las actuaciones del brazo manipulador. (stos robots son completamente mecánicos en sus acciones y, por supuesto, nada inteligentes. (.3 Clasi,icación de los robots
Ning4n autor se pone de acuerdo en cuántos y cuáles son los tipos de robots y sus caracter#sticas esenciales. &a más com4n es la "ue continuación se presenta+ 8 :eneración. Manipuladores. on sistemas mecánicos multi$uncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia $ija o de secuencia variable. 7 :eneración. Robots de aprendizaje. )epiten una secuencia de movimientos de movimientos "ue ha sido ejecutada previamene por un operador humano. (l modo de hacerlo es a travs de un dispositivo mecánico. (l operador realiza los movimientos re"ueridos mientras el robot le sigue y los memoriza. 3 :eneración. Robots con control sensorizado . (l controlador es una computadora "ue ejecuta las órdenes de un programa y las env#a al manipulador para "ue realice los movimientos necesarios. E :eneración. Robots inteligentes. on similares a los anteriores, pero además poseen sensores "ue env#an in$ormación a la computadora de control sobre el estado del proceso. (sto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real. (.4 Clasi,icación de los robots se)7n su ar"uitectura
&a ar"uitectura, es de$inida por el tipo de c on$iguración general del )obot, puede se metamór$ica. (l concepto de metamor$ismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la $le'ibilidad $uncional de un )obot a travs del cambio de su con$iguración por el propio )obot. (l metamor$ismo admite diversos niveles, desde los más elementales 1cambio de herramienta o de e$ecto terminal2, hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. &os dispositivos y mecanismos "ue pueden agruparse bajo la denominación genrica del )obot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto di$#cil establecer una clasi$icación coherente de los mismos "ue resista un análisis cr#tico y riguroso. &a subdivisión de los )obots, con base en su ar"uitectura, se hace en los siguientes grupos+ oliarticulados, !óviles, Androides, "oomórficos e #$bridos . (.4.1 %oliarticulados
Hajo este grupo están los )obots de muy diversa $orma y con$iguración cuya caracter#stica com4n es la de ser básicamente sedentarios 1aun"ue e'cepcionalmente pueden ser guiados para e$ectuar desplazamientos limitados2 y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo seg4n uno o más sistemas de coordenadas y con un n4mero limitado de grados de libertad%. (n este grupo se encuentran los manipuladores, los )obots industriales, los )obots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetr#a vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
Ilustración 2 %oliarticulados
)obot industrial Puma (.4.2 6o#iles
on )obots con grandes capacidad de desplazamiento, basados en carros o plata$ormas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. iguen su camino por telemando o guiándose por la in$ormación recibida de su entorno a travs de sus sensores. &as tortugas motorizadas dise*adas en los a*os cincuentas, $ueron las precursoras y sirvieron de base a los estudios sobre inteligencia arti$icial desarrollados entre 8JKI y 8J=3 en la -niversidad de tran$ord. (stos )obots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de $abricación. :uiados mediante pistas materializadas a travs de la radiación electromagntica de circuitos empotrados en el suelo, o a travs de bandas detectadas $otoelctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia. (.4.3 +ndroides
on )obots "ue intentan reproducir total o parcialmente la $orma y el comportamiento cinemática del ser humano. !ctualmente los androides son todav#a dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, $undamentalmente, al estudio y e'perimentación. -no de los aspectos más complejos de estos )obots, y sobre el "ue se centra la mayor#a de los trabajos, es el de la locomoción b#peda. (n este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el e"uilibrio del )obot.
Ilustración 3 +simo (.4.4 8oomor,icos
&os )obots zoomór$icos, "ue considerados en s entido no restrictivo podr#an incluir tambin a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción "ue imitan a los diversos seres vivos. ! pesar de la disparidad mor$ológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los )obots zoomór$icos en dos categor#as principales+ caminadores y no caminadores. (l grupo de los )obots zoomór$icos no caminadores está muy poco evolucionado. Cabe destacar, entre otros, los e'perimentados e$ectuados en apón basados en segmentos cil#ndricos biselados acoplados a'ialmente entre s# y dotados de un movimiento relativo de rotación. (n cambio, los )obots zoomór$icos caminadores mult#pedos son muy numeroso y están siendo e'perimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos veh#culos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en super$icies muy accidentadas. &as aplicaciones de estos )obots serán interesantes en el campo de la e'ploración espacial y en el estudio de los volcanes.
Ilustración 4 anddra)on 6icrobot con ruedas tipo tan"ue (.4.5 Hibridos
•
(stos )obots corresponden a a"uellos de di$#cil clasi$icación cu ya estructura se sit4a en combinación con alguna de las anteriores ya e'puestas, bien sea por conjunción o por yu'taposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo uno de los atributos de los )obots móviles y de los )obots zoomór$icos. e igual $orma pueden considerarse h#bridos algunos )obots $ormados por la yu'taposición de un c uerpo $ormado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los )obots industriales. (n parecida situación se encuentran algunos )obots antropomor$os y "ue no pueden clasi$icarse ni como móviles ni como androides, tal es el c aso de los )obots personales. &as caracter#sticas con las "ue s e clasi$ican principalmente Propósito o $unción
•
istema de coordenadas empleado
•
N4mero de grados de libertad del e$ecto $ormal
•
:eneración del sistema control. 82 Clasi$icación basada en su propósito o $unción+ a2 5ndustriales b2 Personales (ducativos c2 6ilitares>>veh#culos autónomos &os elementos "ue constituyen un )obot industrial son+ 82 ($ectores $inales Hrazos manipuladores Controladores ensores Fuentes de poder. 72 Clasi$icación de los )obots basados en las generaciones de sistemas de control. %a primera generación& (l sistema de control usado en la primera generación de )obots esta basado en la %paradas $ijas% mecánicamente. (sta estrategia es conocida como control de lazo abierto o control %bang bang%. Podemos considerar como ejemplo esta primera etapa a"uellos mecanismos de relojer#a "ue permiten mover a las cajas musicales o a los juguetes de cuerda. (ste tipo de control es muy similar al ciclo de control "ue tienen algunos lavadores de ciclo $ijo y son e"uivalentes en principio al autómata escribiente de A6 on 4tiles para las aplicaciones industriales de tomar y colocar pero están limitados a un n4mero pe"ue*o de movimientos.
Ilustración 5
(n este )obot el e$ector $inal consiste de una serie de sensores "ue puede tener diversas aplicaciones 1medición, inspección2 &a segunda generación utiliza una estructura de control de ciclo abierto, pero en lugar de utilizar interruptores y botones mecánicos utiliza una secuencia numrica de control de movimientos almacenados en un disco o
cinta magntica. (l programa de control entra mediante la elección de s ecuencias de movimiento en una caja de botones o a travs de palancas de control con los "ue se %camina%, la secuencia deseada de movimientos. (l mayor n4mero de aplicaciones en los "ue se utilizan los )obots de esta generación son de la industria automotriz, en soldadura, pintado con %spray%. (ste tipo de )obots constituyen la clase más grande de )obots industriales en (-., incluso algunos autores sugieren "ue cerc a del J Q de los )obots industriales en (pertenecen a esta 7 generación de control &a tercera generación de )obots utiliza las computadoras para su estrategia de control y tiene alg4n conocimiento del ambiente local a travs del uso de sensores, los cuales miden el ambiente y modi$ican su estrategia de control, con esta generación se inicia la era de los )obots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación para escribir los programas de control. &a estrategia de control utilizada se denomina de %ciclo cerrado% &a cuarta generación de )obots, ya los cali$ica de inteligentes con más y mejores e'tensiones sensoriales, para comprender sus acciones y el mundo "ue los rodea. 5ncorpora un concepto de %modelo del mundo% de su propia conducta y del ambiente en el "ue operan. -tilizan conocimiento di$uso y procesamiento dirigido por e'pectativas "ue mejoran el desempe*o del sistema de manera "ue la tarea de los sensores se e'tiende a la supervisión del ambiente global, registrando los e$ectos de sus acciones en un modelo del mundo y au'iliar en la determinación de tareas y metas. &a "uinta generación, actualmente está en desarrollo esta nueva generación de )obots, "ue pretende "ue el control emerja de la adecuada organización y distribución de módulos conductuales. *. +r"uitectura de un robot
Fijarse sólo en el brazo articulado de un robot ser#a como juzgar a alguien 4nica y e'clusivamente por el tama*o de su nariz. !demás del brazo, hay otras cuatro partes esenciales en un sistema robotizado "ue son las siguientes+ el controlador, los actuadotes y reguladores, el elemento Terminal y los sensores . '.( %as partes de un sistema robotizado (n de$initiva, un robot ha evolucionado como una rplica de sus creadores, salvando las distancias. (l conjunto guarda cierta similitud con nuestro propio cuerpo. 6anos y brazos se ven re$lejados en las partes mecánicas+ el manipulador y la herramienta. &os m4sculos ser#an los actuadotes y las terminaciones nerviosas, los reguladores. (l cerebro 1e"uivalente del controlador2 es el encargado de enviar las órdenes a los m4sculos a travs de las terminaciones nerviosas y de recibir in$ormación a mediante los sentidos 1sensores2. Finalmente, la manera de pensar y actuar vendr#a determinada por el so$t9are de control residente en la computadora. '.) %a unión hace la fuerza /odos los elementos son importantes para el buen $uncionamiento del conjunto. &a unión entre cada una de estas partes suelen ser manojos gord#simos de cables "ue se entrecruzan por todos lados. '.* +istemas realimentados Nuestros sentidos toman in$ormación, "ue aprovecha el cerebro para dirigirnos correctamente a travs de la calle. (ste es"uema es válido tambin para un s istema robotizado. (n la ilustración K se muestra cómo los sensores del root recogen in$ormación y la env#an a la computadora para "ue este pueda conocer con e'actitud la situación en cada instante. &a c omputadora procesa los datos recibidos y adapta el movimiento de control r ealimentado, se dice "ue el sistema $unciona en lazo cerrado. (n cambio, un sistema no sensorizado dar#a lugar a un control no realimentado y, por tanto, en lazo abierto. Rstos se caracterizan por la $alta de adaptabilidad al medioL o, lo "ue es lo mismo, ante las mismas órdenes de entrada su comportamiento será el mismo, sin tener en cuenta lo "ue le rodea en esos momentos. '. roceso completo esde "ue se plantea un problema hasta "ue se resuelve con la ayuda de un robot, hay "ue seguir varios pasos+ 8. elimitar claramente el problema para decidir si la utilización de un sistema robotizado es conveniente 1o sea, si es económico y e$icaz2. a.
/ipo de herramientas "ue debe utilizar
b.
6ovimientos "ue ha de realizar
c.
?elocidad de esos movimientos
d.
Fuerza "ue ha de tener
e.
6todo de programación del robot
$.
Coste y mantenimiento
7.
e eligirá el tipo de robot seg4n las caracter#sticas re"ueridasL esto es+
3.
ise*o de soluciones con el modelo concreto de robot elegido.
E.
Fase de pruebas y mejora de las soluciones.
I.
5mplementación real in situ del sistema robotizado y estudio de comportamiento.
9. La ,uera y mo#imiento del robot
•
•
•
!un"ue C3PO ten#a dos brazos y dos piernas y casi pod#a correr, nuestros robots actuales no tienen tanta suerte. :eneralmente están $ormados por un brazo "ue utilizan para manejar las herramientas. (ste brazo y sus herramientas son movidos por dispositivos denominados actuadotes, "ue pueden ser de origen elctrico,neumático o bien hidráulico. -.( l brazo o manipulador &a estructura mecánica del manipulador puede ser tan variada como los $abricantes "ue las hacen. Pero generalmente se pueden distinguir cuatro partes principales en el manipulador+ el pedestal, el cuerpo, el brazo y el antebrazo. 15lustración B2. &as articulaciones entre las distintas partes r#gidas del brazo pueden ser giratorias 1como las del bra zo humano2 o deslizantes 1si hay traslación de las partes2. (l n4mero de elementos del brazo y sus articulaciones determinan una caracter#stica propia de cada robot. !l n4mero de movimientos espaciales independientes entre s# se le denomina grados de libertad . -.) /ampo de acción ebido a la estructura de las articulaciones y al n4mero de ellas e'istente, el brazo del robot puede llegar a alcanzar ciertos puntos del espacio, pero nunca todos. !l conjunto de los puntos del espacio "ue el robot puede alcanzar con su herramienta se le denomina campo de acción, y es una caracter#stica propia de cada robot. &os $abricantes nos o$recen en sus catálogos todo un montón de dibujitos en los "ue podemos ver las zonas "ue el robot alcanza y las "ue no. -.* !0s caracter$sticas Aay otras tres caracter#sticas "ue de$inen la calidad del movimiento de un robot+ Resolución 1o precisión2. (s el m#nimo movimiento "ue puede realizar el robt e'presado en mil#metros. Repetitividad . (s una medida estad#stica del error "ue comete un robot al colocarse repetidas veces en un mismo punto. 3actitud . (s una medida de la distancia "ue hay entre el punto donde se ha colocado el e'tremo del brazo y el punto real donde deber#a haberlo hecho. :. El sistema ner#ioso
!l igual "ue nuestro cerebro env#a impulsos nerviosos a nuestros m4sculos para "ue stos se muevan, el robot re"uiere "ue una computadora central decida "u pasos hay "ue seguir para llevar a cabo una tarea concreta. &a espina dorsal del robot son los reguladores. ependiendo del actuador utilizado, el control se realizará a travs de un programa o bien mediante programa y circuitos a la vez. 4.( %a función de los reguladores &a misión de los actuadotes es alcanzar un estado determinado cuya re$erencia le viene impuesta por la unidad de control. (se estado puede ser bien alcanzar una posición determinada, o bien ad"uirir cierta velocidad. i son actuadotes elctricos 1motores2 esto s e hará girando. i son hidráulicos o neumáticos, se enviará mayor o menor presión al $luido compresor. !l controlador principal le interesa "ue su orden se cumpla e'actamente y en el menor tiempo posible, sin "ue tenga necesidad de ocuparse de ello. G sta es la misión de los reguladores. 1;. El mercado de los robots
Ga puedes imaginarte "ue elegir un robot no es como ir al supermercado y meter en la cesta un ;ilo de peras. (s necesario conocer a la per$eccion 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, $uerza, lenguajes de programación, tipos de accionamentos, capacidad de comunicación, mantenimiento y coste son algunas de las caracteristicas con las "uenos obse"uia un $abricante cuando le pedimos un catalogo. &a elección no es $ácil. (5.( Unimation !mericana y $undadora por . (ngerber a principios de los K, $ue la empresa pionera en $abricación de robots industriales. &os robots mas importantes patentados por -nimation han sido+ Unimate. (s un robot hidraulico, de estructura espacial de tipo polar, "ue en su version $rande 1-nimate E2 es utilizado sobre todo en $orja, $undicion y soldadura. &as versiones mas pe"ue*as 1-nimate 8 y 72 se utilizan en alimentación de ma"uinaria y manipulación. uma. &os robots Puma son la version electrica de los -nimate. on articulares y e'isten varias versiones 1Puma 7K,IK,=K8 y =K72, utilizdas todas ellas en ensamblaje y manipulación. (5.) /incinnati !ilacron (s el $abricante mundialmente conocido por sus má"uinas herramienta. ! partir de 8JB8 comenzo a $abricar robots elctricos similares a los de -nimation pero de menor capacidad de carga. !ctualmente tiene dos modelos en el mercado, el /3 y el A/3 1el segundo algo mayor "ue el primero2. !mbos son utilizados en aplicaciones de soldadura y manipulacion. (5.* A+A (sta $irma es un ejemplo de "ue las tecnolog#as europeas no es nada despreciable. !sea $ue una empresa dedicada inicialmente a la construcción de ma"uinaria elctrica "ue, a $inales de los K, desarrollo un robot elctrico para automatizar sus propios procesos de producción. Posee una amplia gama de modelos 15)H K, 5)H J,5)H 8, etc.2, todos ellos de tama*o medio o grande y, por su versatilidad, utilizados en casi cual"uier tipo de proceso 1mercanizado, $undicion, soldadura, manupulacion, etctera2. (5. #itachi (sta es una $irma japonesa dedicada a una gran variedad de productos, en su mayor#a electrónicos. u división de robótica tampoco se ha "ueda atrás. (l modelo ! E8 comercializado por esta casa es un robot pe"ue*o, de tipo cara 1coordenadas cartesianas2 "ue se utiliza para manipulación y emsablajes precisos. (l modelo Process no es tampoco demasiado grande, es de tipo articulado y se utiliza en el mismo tipo de procesos "ue el anterior. 11. +plicaciones industriales
-n )obot industrial es un manipulador automático reprogramable y multi$uncional, "ue posee ejes capaces de agarrar materiales, objetos, herramientas mecanismos especializados a travs de operaciones programadas para la ejecución de una variedad de tareas como se puede apreciar, estas de$iniciones se ajustan a la mayor#a de las aplicaciones industriales de )obots salvo para las aplicaciones de inspección y para los )obots móviles 1autónomos2 o )obots personales. Para Firebaugh un )obot es una computadora con el propósito y la capacidad de movimiento.
((.( 67u8 es un Robot 9ndustrial: -n )obot industrial es una má"uina "ue puede e$ectuar un n4mero diverso de trabajos automáticamente mediante una programación in$ormática previa. e caracteriza por tener una estructura en $orma de brazo mediante el cual puede usar di$erentes herramientas o aprehensores situados como elemento terminal de ste. !demás, es capaz de tomar decisiones en $unción de la in$ormación procedente del e'terior. (l )obot industrial $orma parte del progresivo desarrollo de la automatización industrial, $avorecido notablemente por el avance de las tcnicas de control por computadora, y contribuye de manera decisiva la automatización en los procesos de $abricación de series de mediana y pe"ue*a escala. &a $abricación en series pe"ue*as hab#a "uedado hasta ahora $uera del alcance de la automatización, debido a "ue re"uiere una modi$icación rápida de los e"uipos producción. (l )obot, como manipulador reprogramable y multi$uncional, puede trabajar de $orma continua y con $le'ibilidad. (l cambio de herramienta o dispositivo especializado y la $acilidad de variar el movimiento a realizar permiten "ue, al incorporar al )obot en el proceso productivo, sea posible y rentable la automatización en procesos "ue trabajan con series más reducidas y gamas más variadas de productos. ((.) structura mec0nica de un Robot 9ndustrial& (.; !anipulador o brazo mec0nico. (l manipulador consta de un conjunto de herramientas interrelacionadas "ue permiten los movimientos del elemento terminal del brazo del )obot. Consta de una base para sujetarse a una plata$orma r#gida 1como el suelo2, un cuerpo donde se suele integrar la mayor parte del hard9are interno "ue lo hará $uncionar 1circuiter#a, placas impresas, etc.2, un brazo para permitir un gran movimiento e 3 dimensiones y un antebrazo para hacer tambin movimientos en 3 dimensiones aun"ue di$erenciales 1muy pe"ue*os2 y de mucha precisión, tal "ue puede llegar a los nanómetros, es decir, a S8mm.
).; /ontrolador basado en un sistema computador . (l controlador es un computador "ue gobierna el $uncionamiento de los órganos motrices y recoge la in$ormación de los sensores. /ambin se encara de realizar todo tipo de cálculos y tomas de decisión seg4n el programa en ejecución. :racias a la adaptación de microprocesadores 1circuitos integrados "ue tienen unida la CP- del computador2 en los circuitos electrónicos se está mejorando notablemente potencia de los controladores. *.; lemento terminal. (n la mu*eca del manipulador se acopla una herramienta "ue será la encargada de desenvolver las tareas. !un"ue tiene un peso y medida reducida, a veces debe suportar una elevada carga. .; +ensores. &os )obots de 4ltima generación tienen la capacidad de relacionarse con el mundo e'terior en tiempo real con el $in de obtener planos de acciones espec#$icas en $unción de las circunstancias e'teriores "ue los rodean. ((.)
12 Conte&to actual de la 0obótica
(n el conte'to actual la noción de )obótica implica una cierta idea preconcebida de una estructura mecánica universal capaz de adaptarse, como el hombre, a muy diversos tipos de acciones y en las "ue concurren, en mayor o menor grado seg4n los casos, las caracter#sticas de movilidad, programación, autonom#a y multi$uncionalidad. Pero en sentido actual, abarca una amplia gama de dispositivos con muy diversos trazos $ #sicos y $uncionales asociados a la particular estructura mecánica de a"uellos, a sus caracter#sticas operativas y al campo de aplicación para el "ue se han concebido. (s además evidente "ue todos estos $actores están #ntimamente relacionados, de tal $orma "ue la con$iguración y el comportamiento de un )obot condicionan su adecuación para un campo determinado de aplicaciones y viceversa, y ello a pesar de la versatibilidad inherente al propio concepto de )obot. ().( %a construcción de un Robot &a construcción de un )obot, ya sea una má"uina "ue camine de $orma parecida a como lo hace el s er humano, o un manipulador sin rostro para una l#nea de producción, es $undamentalmente un problema de control. ('isten dos aspectos principales+ mantener un movimiento preciso en condiciones "ue var#an y conseguir "ue el )obot ejecute una secuencia de operaciones previamente determinadas. &os avances en estos dos campos 1el primero es esencialmente un problema matemático, y el segundo de tecnolog#a2 suministran la más grande contribución al desarrollo del )obot moderno. &os manipuladores propiamente dichos representan, en e$ecto, el primer paso en la evolución de la )obótica y se emplean pre$erentemente para la carga>descarga de má"uinas>herramientas, as# como para manutención de prensas, cintas transportadores y otros dispositivos. !ctualmente los manipuladores son brazos articulados con un n4mero de grados de libertad "ue oscila entre dos y cincoL cuyos movimientos, de tipo secuencial, se programan mecánicamente o a travs de una computadora. &os manipuladores no permiten la combinación simultánea de movimientos ni el posicionamiento continuo de su e$ector terminal. ! pesar de su concepción básicamente sencilla, se han desarrollado manipuladores complejos para adaptarlos a aplicaciones concretas en las "ue se dan condiciones de trabajo especialmente duras o especi$icaciones de seguridad muy e'igentes.
().) Robots de última generación &a empresa ega /oys &td. anunció "ue presentará el 8 de abril un perro )obot, mucho más barato "ue el de ony Corp. (l )obot de ega se llamará Poo>Chi y será menos complejo "ue el !5HO de ony. Por otra parte, costará el e"uivalente a 7B dólares mientras "ue el precio del !5HO era de 7.I dólares. Poo>Chi tiene menos capacidad de aprendizaje y menos sensibilidad. Pero responde a la luz, al tacto y el sonido. -n visor colocado en el lugar en "ue estar#an los ojos de un perro verdadero muestra $ormas di$erentes para indicar %estados de ánimo%. (l %perrito% mide 8= cent#metros y pesa 3KI gramos, y es alimentado por bater#as. ega espera vender en un a*o en apón un millón de unidades. Como precedente, los I. !5HO "ue $abricó ony, a pesar de su precio, se vendieron en cuestión de d #as. ony hizo 8. más y los vendió durante un %programa de adopción% de una semana en noviembre.
!ctualmente contamos con )obots especializados en /elevigilancia, )obot "ue muestran el camino 1en museos grandes empresas, etc.2 a invidentes yo cual"uier tipo de personas, tambin posemos una versión de )obot "ue lee la escritura. Pero la empresa se dedica tambin al dise*o a medida seg4n las necesidades oportunas de los clientes 1mascotas $uturistas, por ejemplo juguetes, dise*o de Puertas 5nteligentes, etc.2. ().* >tica de Robots &a preocupación de "ue los )obots puedan desplazar o competir con los humanos es muy com4n. (n su serie Go, )obot, 5saac !simov creó las /res leyes de la )obótica 1"ue más tarde $ueron cuatro2 en un intento literario por controlar la competencia entre )obots y humanos. &as leyes o reglas "ue pudieran o debieran ser aplicadas a los )obots u otros %entes autónomos% en cooperación o competencia con humanos han estimulado las investigaciones macroeconómicas de este tipo de competencia, notablemente construido por !lessandro !c"uisti basándose en un trabajo anterior de ohn von Neumann. !ctualmente, no es posible aplicar las leyes de !simov, dado "ue los )obots aun tienen una capacidad muy limitada para comprender su signi$icado, evaluar las situaciones de riesgo tanto para los humanos como para ellos mismos o resolver los con$lictos "ue se podr#an dar entre leyes. (). Robots contra #umanos (l Proyecto -niversidad 6ilenio de las Naciones -nidas e'amina la $orma en la "ue los humanos y los )obots se relacionarán en el $uturo. -no de sus escenarios de análisis, nominalmente puesto en el a*o 3, $ue llamado %&a ascensión y ca#da del 5mperio )obot%. (n ese escenario, mirando hacia atrás hasta el d#a de hoy+ &os )obots evolucionaron como los humanos y se volvieron $ilóso$os, bu$ones, pol#ticos, oradores, actores, maestros, acróbatas, artistas, poetas y pastores de los menos adeptos humanos. &a sociedad tuvo un nuevo sistema de castas, y los humanos se convirtieron en una raza tolerada y de alguna manera menospreciados por las má"uinas "ue pudieron desplazarlos y mejorarlos en cual"uier medida de $uerza, vitalidad, velocidad y resistencia. (l argumento más importante hecho en la aplicación de la tecnolog#a gentica para mejorar el desempe*o de los humanos mental y $#sicamente $ue % nosotros tenemos "ue mantenernos a la par con los )obots%. Con los recursos escaseando, la selección natural y arti$icial comenzó a operar en una manera seria, distribuyendo los recursos disponibles entre a"uellos entes "ue eran los más aptos para e'plotarlos, en su mayor parte, los )obots. TCómo pudieron los humanos retomar el controlU &a r espuesta $ue usar la ingenuidad humana, la creatividad, ocultismo, dedicación y distracción. /omo alg4n tiempo, pero $uncionó. (sto al $inal comenzó a estabilizar la población de )obots. 6uchos desechan tal escenario y lo tachan de optimista y muy orientado a la propaganda tecnológica. Aay muchos ejemplos de )obots desplazando humanos, y, las tecnolog#as integradas en el )obot epredador y los 6isiles Crucero de ((-- son ejemplos altamente so$isticados de inteligencia arti$icial utilizada para asesinar humanos. 6uchos temen a las !rmas de destrucción masiva basadas en pe"ue*os )obots ubicuos. !4n sin una programación maliciosa, los )obots y los humanos simplemente no tienen la misma tolerancia o conocimientos, conduciendo esto a accidentes+ (n ac;son, 16ichigan2 el 78 de julio de 8JBE, un )obot aplastó a un trabajador contra una barra de protección en la "ue aparentemente $ue la primera muerte relacionada con un )obot en los ((--. (n &ongHets, un mercado de $uturos, hay predicciones impresionantes "ue son una autode$ensa en contra de "ue los )obots serán un elemento estándar en este siglo.
().? st0ndares royecto Autómata Abierto. (l propósito de este proyecto es desarrollar so$t9are modulare y componentes electrónicos, desde los cuales sea posible ensamblar un )obot móvil basado en una computadora personal "ue pueda ser utilizado en ambientes de casas u o$icinas. /odo el código $uente es distribuido bajos los trminos de la &icencia P4blica :eneral 1:N-2. &os )obots son usados hoy en d#a para llevar a cabo tareas sucias, peligrosas, di$#ciles, repetitivas o embotadas para los humanos. (sto usualmente toma la $orma de un )obot industrial usado en las l#neas de producción. Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tó'icos, e'ploración espacial, miner#a, b4s"ueda y rescate de personas y localización de minas terrestres. &a manu$actura contin4a siendo el principal mercado donde los )obots son utilizados. (n particular, )obots articulados 1similares en capacidad de movimiento a un brazo humano2 son los más usados com4nmente. &as aplicaciones incluyen soldado, pintado y carga de ma"uinaria. &a 5ndustria automotriz ha tomado gran ventaja de esta nueva tecnolog#a donde los )obots han sido programados para reemplazar el trabajo de los humanos en muchas tareas repetitivas. ('iste una gran esperanza, especialmente en apón, de "ue el cuidado del hogar para la población de edad avanzada pueda ser llevado a cabo por )obots. )ecientemente, se ha logrado un gran avance en los )obots dedicados a la medicina, con dos compa*#as en particular, Computer 6otion e 5ntuitive urgical, "ue han recibido la aprobación regulatoria en !mrica del Norte, (uropa y !sia para "ue sus )obots sean utilizados en procedimientos de cirug#a invasiva m#nima. &a automatización de laboratorios tambin es un área en crecimiento. !"u#, los )obots son utilizados para transportar muestras biológicas o "u#micas entre instrumentos tales como incubadoras, manejadores de l#"uidos y lectores. Otros lugares donde los )obots están reemplazando a los humanos son la e'ploración del $ondo oceánico y e'ploración espacial. Para esas tareas, )obots de tipo artrópodo son generalmente utilizados. 6ar; . /ilden del &aboratorio Nacional de los Vlamos se especializa en )obots económicos de piernas dobladas pero no empalmadas, mientras "ue otros buscan crear la rplica de las piernas totalmente empalmadas de los cangrejos. )obots alados e'perimentales y otros ejemplos "ue e'plotan el biomimetismo tambin están en $ases previas. e espera "ue los as# llamados %nanomotores% y %cables inteligentes% simpli$i"uen drásticamente el poder de locomoción, mientras "ue la estabilización en vuelo parece haber sido mejorada substancialmente por giroscopios e'tremadamente pe"ue*os. -n impulsor muy signi$icante de este tipo de trabajo es el desarrollar e"uipos de espionaje militar. /ambin, la popularidad de series de televisión como %)obot ars% y %Hattlebots%, de batallas estilo sumo entre )obots, el 'ito de las Homba 5nteligente y -C!?s en los con$lictos armados, los comedores de pasto %gastrobots% en Florida, y la creación de un )obot comedor de lingotes en 5nglaterra, sugieren "ue el miedo a las $ormas de v#a arti$icial haciendo da*o, o la competencia con la vida salvaje, no es una ilusión. ean Damen, $undador de F5)/, y de la ociedad !mericana de 5ngenieros 6ecánicos 1!6(2, ha creado una Competencia )obótica multinacional "ue re4ne a pro$esionales y jóvenes para resolver un problema de dise*o de ingenier#a de una manera competitiva. (n 73 contó a más de 7, estudiantes en más de B e"uipos en 7E competencias. &os e"uipos vienes de Canadá, Hrasil, )eino -nido, y ((--. ! di$erencia de las competencias de los )obots de lucha sumo "ue tienen lugar regularmente en algunos lugares, o las competencias de %Hattlebots % transmitidas por televisión, estas competencias incluyen la creación de un )obot. &os )obots parecen estar abaratándose y empe"ue*ecindose en tama*o, todo relacionado con la miniaturización de los componentes electrónicos "ue se utilizan para controlarlos. /ambin, muchos )obots son dise*ados en simuladores mucho antes de "ue sean construidos e interact4en con ambientes $#sicos reales. 13. Conclusión
/uando las !0@uinas 9mitan a los #ombres i bien el hombre ha buscado c rear má"uinas "ue puedan realizar las mismas tareas "ue l, ahora su meta va más allá+ lograr "ue stas no sólo reproduzcan conductas inteligentes, sino "ue lo hagan utilizan>do los mismos principios "ue se han descubierto en los seres vivos y en particular en el hombre.
(sta ciencia llamada )obótica etológica o $isiológica pretende "ue la naturaleza indi"ue los caminos. (stos )obots permiten a los investigadores entender algunas $unciones imposibles de desentra*ar directamente a travs de la e'perimentación animal. 14.
!l d#a en una hora )OHO/5C!, !naya 6ultimedia, (dición 8JJI, :onzález os Francisco. 0obotica y microcontroladores, robots lenguaje para la ... Componentes electronicos para la robotica y los microcontroladores, placas de desarrollo,programadores, micros, motores, componentes varios. 999.micropic.arra;is.es 0obótica
(l siglo @?555 constituye la poca del nacimiento de la robótica industrial. Aace ya más de doscientos a*os se construyeron unas mu*ecas mecánicas, ... 999.chi.itesm.m'Wcimrobindrobotica .html 0obótica > i;ipedia &a historia de la robótica ha estado unida a la construcción de ... (l trmino robótica es acu*ado por 5saac !simov, de$iniendo a la ciencia "ue estudia a ... es.9i;ipedia.org9i;i)obótica &a 0obótica > 6onogra$ias.com &a mayor parte de la gente tiene una idea de lo "ue es la robótica, ... &a robótica como hoy en d#a la conocemos, tiene sus or#genes hace miles de anos. ... 999.monogra$ias.comtrabajosKlarobolarobo.shtml /res leyes de la robótica > i;ipedia (n la ciencia $icción las tres leyes de la robótica son un conjunto de leyes ... eg4n el propio !simov, la concepción de las leyes de la robótica "uer#a ... es.9i;ipedia.org9i;i/resXleyesXdeXlaXrobótica 15. +ne&o
(?.( Asimo, el androide de #onda +I6>? @%or "ue crear un robot humanoideA
(l lanzamiento de un robot capaz de moverse, interactuar con los seres humanos y ayudarles es, sin duda, una de las mayores proezas tecnológicas del siglo @5@. (l compromiso a largo plazo de Aonda en el desarrollo de robots humanoides se inició hace dos dcadas, y ha sido motivado por el deseo de sus ingenieros de responder a un desa$#o mecánico y tcnico e'cepcional en el ámbito de la movilidad. Aonda creó su primer robot andador en 8JBK. (l ambicioso programa "ue siguió a esta creación corresponde per$ectamente a la $iloso$#a Aonda+ es$orzarse por e'plotar los potenciales de la tecnolog#a punta a $in de mejorar el d#a a d#a de las personas. (l objetivo de Aonda es crear un robot humanoide capaz de interactuar con las personas y de ayudarles hacindoles la vida más $ácil y agradable. !un"ue todav#a estamos lejos de poder atribuir roles concretos a los robots humanoides, podr#an utilizarse, por ejemplo, para ayudar e incrementar la autonom#a de las personas con minusval#as y de las personas mayores. (videntemente, todav#a tienen "ue transcurrir muchos a*os hasta "ue se pueda cumplir este objetivo, pero algunas empresas de apón ya utilizan los servicios de !56O para $unciones promocionales como la recepción de visitantes. 'no de los robots bipedos mas e#olucionado del mundo
!56O 1acrónimo de %!dvanced tep in 5nnovative 6Obility%2 es considerado uno de los robots b#pedos más evolucionados del mundo. Para conseguir los movimientos de !56O, Aonda ha estudiado y utilizado como modelo los movimientos coordinados y complejos del cuerpo humano. &as proporciones y la posición de las articulaciones de !56O se parecen a las de un ser humano y, en la mayor#a de los aspectos, el robot realiza un conjunto de movimientos comparables a los nuestros. :racias a un nuevo sistema de movilidad avanzado "ue ha implantado Aonda, !56O no sólo puede avanzar y retroceder, sino "ue tambin se desplaza lateralmente, sube y baja escaleras y se da la vuelta mientras anda. (n este aspecto, !56O es el robot "ue mejor imita los movimientos de avance naturales de los seres humanos.
(n la base de este sistema se encuentra el %avance inteligente%, una aplicación de Aonda "ue permite a !56O andar en tiempo real con unos movimientos muy suaves. (sta capacidad ha sido posible gracias a una $unción "ue permite "ue el robot prevea su pró'ima posición y adapte sus movimientos en consecuencia. !s#, a semejanza de un ser humano "ue, al girar una es"uina, se inclina para desplazar su centro de gravedad hacia el interior, !56O prev los pasos "ue va a tener "ue realizar y ajusta s u centro de gravedad de $orma adecuada. (sta capacidad de previsión de los pró'imos movimientos en tiempo real tambin le permite andar de $orma continua. Para trazar una curva, no tiene "ue detenerse, pivotar y retomar la marcha. Puede realizar esta trayectoria con un solo movimiento suave e ininterrumpido. +I6> ? hacia el robot inteli)ente
!demás de los importantes avances realizados en el ámbito de la movilidad, el programa de investigación de Aonda se ha concentrado en el desarrollo inicial de un comportamiento inteligente de !56O. Aonda de$ine 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 plani$icación y la toma de decisiones%. Aonda es la primera en reconocer "ue !56O todav#a dista mucho de tener todas estas capacidades, pero considera "ue se han realizado avances importantes. !demás de las capacidades cognitivas asociadas al sistema de %avance inteligente%, las versiones de !56O "ue se están desarrollando en apón cuentan con varias $unciones inteligentes, entre las "ue destacan la capacidad de reconocer a personas, objetos y gestos, calcular las distancias y el sentido de desplazamiento de varios objetos. (stas in$ormaciones visuales se registran, interpretan y traducen en acciones. :racias a estas $unciones, !56O puede evitar los objetos "ue se encuentran en su camino, saber "ue alguien "uiere darle la mano y actuar en consecuencia tendindole la suya. (n cierta medida, !56O tambin puede entender y hablar. Puede reconocer voces, distinguir sonidos y palabras, responder a determinadas instrucciones e intercambiar $rases simples y saludos con una persona. !ctualmente, !56O puede entender I saludos y tratamientos distintos, as# como 3 instrucciones, y actuar en consecuencia. +simo? o#edades
/o;io, 8I de diciembre de 7E >>> Aonda 6otor Co., &td., ha anunciado hoy el desarrollo de nuevas tecnolog#as para el robot humanoide !56O de nueva generación, con las "ue "uiere conseguir un nuevo nivel de movilidad "ue permitirá "ue !56O $uncione e interact4e mejor con los seres humanos gracias a un rápido procesamiento de la in$ormación y una actuación más ágil en entornos reales. (ntre las tecnolog#as clave se encuentran las siguientes+ 1B /ecnolo)=a %osture Control control de posturaB "ue hace posible correr de ,orma humana
&a combinación de un hard9are muy receptivo con la nueva tecnolog#a %Posture Control% permite "ue !56O $le'ione el torso para mantener el e"uilibrio y evitar los patinazos y giros en el aire, "ue suelen estar vinculados a los movimientos rápidos. !ctualmente, !56O puede correr a una velocidad de 3 ;mhora. !simismo, la velocidad de avance caminando ha pasado de 8,K ;mhora a 7,I ;mhora. 2B /ecnolo)=a +utonomous Continuous 6o#ement mo#imiento continuo autónomoB "ue permite una ruta ,le&ible hacia el destino
(l !56O de nueva generación puede maniobrar para acercarse a su punto de destino sin tener "ue detenerse para comparar la in$ormación del mapa de input con la obtenida de la zona en la "ue se encuentra mediante el sensor de super$icie de suelos. !demás, !56O puede modi$icar autónomamente su ruta cuando dicho sensor de super$icies y los sensores visuales situados en su cabeza detectan obstáculos. 3B /ecnolo)=as de sensor #isual y de ,uera meoradas para una meor interacción con las personas
!l detectar los movimientos de las personas mediante los sensores visuales situados en su cabeza y los sensores de $uerza 1"uinestsico Y ; inestheticMMMMM2 "ue se acaban de a*adir a sus mu*ecas, !56O puede moverse en sincron#a con las personas y puede dar o recibir un objeto, dar la mano de $orma acorde con el movimiento de la persona y avanzar o retroceder como respuesta a la dirección en "ue se tira de su mano. Especi,icaciones t!cnicas cla#e del nue#o modelo?
8. ?elocidad al correr+ 3 ;mhora 1tiempo en el aire+ ,I segundos2. 7. ?elocidad normal al andar+ modelo actual, 8,K ;mhoraL nuevo modelo, 7,I ;mhora. 3. !ltura+ 83 cm 1modelo actual+ 87 cm2. E. Peso+ IE ;g 1modelo actual+ I7 ;g2.
I. /iempo de $uncionamiento continuo+ 8 hora 1modelo actual+ 3 minutos2. K. :rados de libertad en $uncionamiento+ 3E grados de libertad en total 1modelo actual+ total, 7K2. > !rticulación de rotación de cadera+ e ha conseguido una mayor velocidad al andar gracias a la rotación proactiva de las caderas, además del balanceo de los brazos, "ue contrarrestan la $uerza de reacción "ue se genera cuando las piernas avanzan al correr o andar. > !rticulación de $le'ión de la mu*eca+ os ejes adicionales en cada mu*eca permiten "ue el movimiento de la zona de la mu*eca sea más $le'ible. > !rticulación del pulgar+ !ntes, los cinco dedos $uncionaban con un mismo motor. !hora, con la adición de un motor "ue acciona el pulgar de $orma independiente, !56O puede sostener objetos de varias $ormas. > !rticulación del cuello+ e ha mejorado la e'presividad de !56O utilizando un eje adicional en la articulación del cuello.
/atiana 6acchia#ello
&eer más+ http+999.monogra$ias.comtrabajos38roboticarobotica.shtmlZi'zzEH-'/o?P3
