LA ROBOTICALA ROBOTICA

Por Cueva Velez Carmen RoxanaPor Cueva Velez Carmen Roxana

INDICE Introducción Origen de la Palabra Robótica Definición de Robótica Breve Reseña Histórica La Robótica en la Industria Diferencia entre Cerebro y la Computadora Campos de la Robótica Conclusiones Prototipos de Robots

INTRODUCCIONINTRODUCCIONLa historia de la robótica moderna tiene su punto de partida en 1954 con la patente de George C. Devol, Jr., seguida de la instalación en 1959 del primer modelo de prueba "Unimate" en la planta de fundición inyectada de General Motors en Turnstead y la creación en 1961 de Unimation Inc.El tiempo transcurrido desde entonces ha contemplado un intenso desarrollo de la robótica y, en concreto, de la denominada robótica industrial, de tal forma que los robots, que llegaron a ser considerados el paradigma de la automatización industrial, se han convertido en nuestros días en un elemento más, aunque importante, de dicha automatización.

Al igual que otras muchas ramas de la ciencia y la tecnología, la robótica nacía llena de promesas de futuro de un desarrollo tan rápido e intenso que, en pocos años, habría alcanzado metas que en aquellos momentos correspondían al ámbito de la ciencia ficción. Las aportaciones de una informática en continuo desarrollo, junto a las novedosas metodologías de la inteligencia artificial, permitían prever la disponibilidad, en pocos años, de robots dotados de una gran flexibilidad y capacidad de adaptación al entorno, que invadirían todos los sectores productivos de forma imparable

Queda, no obstante, un largo camino por recorrer y en este artículo intentaremos esbozar cuáles son previsiblemente las líneas futuras del desarrollo de la robótica, en el mundo y en nuestro entorno más inmediato, España.

ORIGEN DE LA PALABRA ROBOTICAORIGEN DE LA PALABRA ROBOTICA

Hoy la palabra robot tiene diferentes significadosHoy la palabra robot tiene diferentes significados La del Robot Institute of América: “un manipulador La del Robot Institute of América: “un manipulador

multifuncional y reprogramable, diseñado para mover multifuncional y reprogramable, diseñado para mover materiales piezas, herramientas o dispositivos especiales, materiales piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programables y variables que permitan mediante movimientos programables y variables que permitan llevar a cabo diversas tareas”.llevar a cabo diversas tareas”.

La del Oxford English dictionary: “un aparato mecánico que se La del Oxford English dictionary: “un aparato mecánico que se parece y hace el trabajo de un ser humano”.parece y hace el trabajo de un ser humano”.

A través de la historia el hombre a soñado con seres capaces de realizar movimientos y hasta comportarse parecido a animales y hasta seres humanos; en el fondo el ser humano lo que piensa es librarse de tareas indeseables, peligrosas o demasiados tediosas. La primera vez que se hablo de estos seres utilizando el término por el que es hoy mundialmente conocido, robot, fue en 1923 por el escritor Karel Capek en su comedia R.U.R..(“Rossum`s Universal Robots”), palabra que proviene del término checo robotnik que significa siervo.

DEFINICION DE ROBOTICADEFINICION DE ROBOTICA Son unas máquinas controladas por Son unas máquinas controladas por

ordenador y programadas para moverse, ordenador y programadas para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los vez que interacciona con su entorno. Los robots son capaces de realizar tareas robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos.precisa que los seres humanos.

Estudia los mecanismos de control que permiten a un ente mecánico moverse en un medio físico y/o manipular elementos físicos con cierto grado de autonomía.

Debe ser capaz de identificar los cambios del entorno y tomar sus propias decisiones, modificando por sí mismo su programación en función de los objetivos de la tarea que ha de realizar.

► El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo humano. Las pinzas están diseñadas para imitar la función y humano. Las pinzas están diseñadas para imitar la función y estructura de la mano humana. Muchos robots están equipados estructura de la mano humana. Muchos robots están equipados con pinzas especializadas para agarrar dispositivos concretos.con pinzas especializadas para agarrar dispositivos concretos.

► Las articulaciones de un brazo robótico suelen moverse Las articulaciones de un brazo robótico suelen moverse mediante motores eléctricos. Una computadora calcula los mediante motores eléctricos. Una computadora calcula los ángulos de articulación necesarios para llevar la pinza a la ángulos de articulación necesarios para llevar la pinza a la posición deseada.posición deseada.

Es muy importante, no sólo incorporar a la máquina sentidos del tipo humano para que comprendan su entorno, sino extraer de los datos sólo la información pertinente, para lo cual necesita disponer -como en el caso del habla y la visión- de “modelos mentales”.

BREVE RESEÑABREVE RESEÑA► En 1995 funcionaban unos 700.000 robots en el En 1995 funcionaban unos 700.000 robots en el

mundo. Más de 500.000 se empleaban en Japón, mundo. Más de 500.000 se empleaban en Japón, unos 120.000 en Europa Occidental y unos 60.000 unos 120.000 en Europa Occidental y unos 60.000 en Estados Unidos. Muchas aplicaciones de los en Estados Unidos. Muchas aplicaciones de los robots corresponden a tareas peligrosas o robots corresponden a tareas peligrosas o desagradables para los humanos. En los laboratorios desagradables para los humanos. En los laboratorios médicos, los robots manejan materiales que médicos, los robots manejan materiales que conlleven posibles riesgos, como muestras de sangre conlleven posibles riesgos, como muestras de sangre u orina. En otros casos, los robots se emplean en u orina. En otros casos, los robots se emplean en tareas repetitivas en las que el rendimiento de una tareas repetitivas en las que el rendimiento de una persona podría disminuir con el tiempo. Los robots persona podría disminuir con el tiempo. Los robots pueden realizar estas operaciones repetitivas de alta pueden realizar estas operaciones repetitivas de alta precisión durante 24 horas al día.precisión durante 24 horas al día.

► Uno de los principales usuarios de Uno de los principales usuarios de robots es la industria del automóvil. robots es la industria del automóvil. La empresa General Motors utiliza La empresa General Motors utiliza aproximadamente 16.000 robots aproximadamente 16.000 robots para trabajos como soldadura, para trabajos como soldadura, pintura, carga de máquinas, pintura, carga de máquinas, transferencia de piezas y montaje. transferencia de piezas y montaje. El montaje industrial exige una El montaje industrial exige una mayor precisión que la soldadura o mayor precisión que la soldadura o la pintura y emplea sistemas de la pintura y emplea sistemas de sensores de bajo coste y sensores de bajo coste y computadoras potentes y baratas. computadoras potentes y baratas. Los robots se usan por ejemplo en el Los robots se usan por ejemplo en el montaje de aparatos electrónicos, montaje de aparatos electrónicos, para montar microchipspara montar microchips

► Se emplean robots para ayudar a los cirujanos a Se emplean robots para ayudar a los cirujanos a instalar caderas artificiales, y ciertos robots instalar caderas artificiales, y ciertos robots especializados de altísima precisión pueden ayudar especializados de altísima precisión pueden ayudar en operaciones quirúrgicas delicadas en los ojos. La en operaciones quirúrgicas delicadas en los ojos. La investigación en telecirugía emplea robots investigación en telecirugía emplea robots controlados de forma remota por cirujanos expertos; controlados de forma remota por cirujanos expertos; estos robots podrían algún día efectuar operaciones estos robots podrían algún día efectuar operaciones en campos de batalla distantes.en campos de batalla distantes.

► Los robots crean productos manufacturados de mayor Los robots crean productos manufacturados de mayor calidad y menor coste. Sin embargo, también pueden calidad y menor coste. Sin embargo, también pueden provocar la pérdida de empleos, especialmente en provocar la pérdida de empleos, especialmente en cadenas de montaje industriales.cadenas de montaje industriales.

► Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más a los humanos en la fabricación de nuevos productos, a los humanos en la fabricación de nuevos productos, el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado de hogares y empresas. Los robots podrán fabricar de hogares y empresas. Los robots podrán fabricar nuevas autopistas, construir estructuras para nuevas autopistas, construir estructuras para edificios, limpiar corrientes subterráneas o cortar el edificios, limpiar corrientes subterráneas o cortar el césped.césped.

► Puede que los cambios más Puede que los cambios más espectaculares en los robots del futuro espectaculares en los robots del futuro provengan de su capacidad de provengan de su capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está pasando de la inteligencia artificial está pasando rápidamente de los laboratorios rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en universitarios a la aplicación práctica en la industria, y se están desarrollando la industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas máquinas capaces de realizar tareas cognitivas como la planificación cognitivas como la planificación estratégica o el aprendizaje por estratégica o el aprendizaje por experiencia. El diagnóstico de fallos en experiencia. El diagnóstico de fallos en aviones o satélites, el mando en un aviones o satélites, el mando en un campo de batalla o el control de campo de batalla o el control de grandes fábricas correrán cada vez más grandes fábricas correrán cada vez más a cargo de ordenadores inteligentesa cargo de ordenadores inteligentes

LA ROBOTICA EN LA INDUSTRIA Uno de los principales usuarios de

robots es la industria del automóvil. La empresa General Motors utiliza aproximadamente 16.000 robots para trabajos como soldadura, pintura, carga de máquinas, transferencia de piezas y montaje. El montaje industrial exige una mayor precisión que la soldadura o la pintura y emplea sistemas de censores de bajo coste y computadoras potentes y baratas. Los robots se usan por ejemplo en el montaje de aparatos electrónicos, para montar microchips.

Se emplean robots para ayudar a los cirujanos a instalar caderas artificiales, y ciertos robots especializados de altísima precisión pueden ayudar en operaciones quirúrgicas delicadas en los ojos. La investigación en telecirugía emplea robots controlados de forma remota por cirujanos expertos; estos robots podrían algún día efectuar operaciones en campos de batalla distantes.

Los robots crean productos manufacturados de mayor calidad y menor coste. Sin embargo, también pueden provocar la pérdida de empleos, especialmente en cadenas de montaje industriales.

Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más a los humanos en la fabricación de nuevos productos, el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado de hogares y empresas. Los robots podrán fabricar nuevas autopistas, construir estructuras para edificios, limpiar corrientes subterráneas o cortar el césped.

Puede que los cambios más espectaculares en los robots del futuro provengan de su capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está pasando rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en la industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas cognitivas como la planificación estratégica o el aprendizaje por experiencia. El diagnóstico de fallos en aviones o satélites, el mando en un campo de batalla o el control de grandes fábricas correrán cada vez más a cargo de ordenadores inteligentes.

Diferencia entre Cerebro y ComputadoraDiferencia entre Cerebro y ComputadoraCerebroCerebro ComputadoraComputadora

Sistema de datos de múltiple propósito capaz de tratar gran cantidad de información en poco

tiempo pero no necesariamente con exactitud.

Sistemas altamente especializados con capacidad para procesar información muy

concreta, siguiendo unas instrucciones dadas.

La frecuencia de los impulsos nerviosos puede variar.

La frecuencia de transmisión es inalterable y esta dada por el reloj interno de la maquina

Las llamadas sinapsis cumple en el cerebro la función simultánea de varias compuertas

(and, or, not etc.)

Las compuertas lógicas tienen una función perfectamente determinada e inalterable.

La memoria es del tipo asociativo y no se sabe dónde quedara almacenada.

La información se guarda en posiciones de memoria de acceso directo por su dirección

Los impulsos fluyen a 30 metros por segundo En el interior de una computadora los impulsos fluyen a la velocidad de la luz.

Similitudes entre el cerebro y una computadora Ambos codifican la información en impulsos digitales.

Tanto el cerebro como la computadora tienen compuertas lógicas

Existen distintos tipos de memoria.

CAMPO DE LA ROBOTICACAMPO DE LA ROBOTICAEl campo de la robótica es muy amplio, así por ejemplo la vemos ligada El campo de la robótica es muy amplio, así por ejemplo la vemos ligada a la esfera productiva, a la investigación científica, a la medicina. De a la esfera productiva, a la investigación científica, a la medicina. De acuerdo a su uso y aplicación estos tienen diversas características.acuerdo a su uso y aplicación estos tienen diversas características.En la producción los robot se destacan por traer consigo una En la producción los robot se destacan por traer consigo una disminución de la mano de obra; además ayuda a una mayor calidad disminución de la mano de obra; además ayuda a una mayor calidad del producto acabado, a la rapidez de la producción. Casi siempre, en la del producto acabado, a la rapidez de la producción. Casi siempre, en la industria, los robot se unen a otras máquinas aportando mayor industria, los robot se unen a otras máquinas aportando mayor eficiencia en la producción.eficiencia en la producción.

En la esfera científica, muchos de ellos son utilizados para hacer En la esfera científica, muchos de ellos son utilizados para hacer investigaciones en el campo donde el hombre se le hace difícil ir, tal vez investigaciones en el campo donde el hombre se le hace difícil ir, tal vez por un medio hostil o tal vez demasiado peligroso: por un medio hostil o tal vez demasiado peligroso: submarino, submarino, espacialespacial, irradiado por centrales nucleares. Así se han diseñado dos , irradiado por centrales nucleares. Así se han diseñado dos tipos de robot de acuerdo a su misión y a su sentido de tipos de robot de acuerdo a su misión y a su sentido de operacionalidad:operacionalidad:

• Robot autónomo: Se le programa su misión, casi siempre con trabajos sencillos y sin necesidad de reflexionar, de comprender su entorno.

• Teleoperación o telepresencia: Esta máquina está controlada a distancia por un puesto maestro monitoreado por el operador(hombre).

En el Campo de la MedicinaEn el campo de la medicina, o bien podríamos llamarle asistencia individual se destacan por la ayuda en la asistencia médica de personas paralíticas, personas con partes del cuerpo amputadas. La robótica entonces cubre campos como:

Prótesis: creación de manos y piernas artificiales.

Órtesis: estructuras rígidas motorizadas que se ponen alrededor del miembro paralizado y lo arrastran en su movimiento.

Telétesis: destinadas a los paralíticos de los cuatro miembros(tetrapléjicos) y son robots que el afectado controla a distancia a partir de las zonas de motrocidad voluntaria que haya podido conservar (por ejemplo: la lengua, los músculos de los ojos).

CONCLUSIONESCONCLUSIONES Los robots industriales ocupan un lugar destacado dentro de la Los robots industriales ocupan un lugar destacado dentro de la

automatización de la producción y su papel se ha ido consolidando en automatización de la producción y su papel se ha ido consolidando en los últimos años. Después de un descenso en las ventas, tanto en el los últimos años. Después de un descenso en las ventas, tanto en el conjunto del mundo como en España, que tuvo su mínimo en 1993, el conjunto del mundo como en España, que tuvo su mínimo en 1993, el mercado de robots ha seguido una evolución creciente. No obstante, la mercado de robots ha seguido una evolución creciente. No obstante, la industria automotriz continúa siendo el sector mayoritario en cuanto a industria automotriz continúa siendo el sector mayoritario en cuanto a utilización de robots, especialmente en España. Si bien la soldadura en utilización de robots, especialmente en España. Si bien la soldadura en sus diversos tipos sigue siendo un campo muy importante de aplicación, sus diversos tipos sigue siendo un campo muy importante de aplicación, el número de robots dedicados al montaje en el conjunto del mundo es el número de robots dedicados al montaje en el conjunto del mundo es mayoritario. En España, en cambio, la introducción de los robots en mayoritario. En España, en cambio, la introducción de los robots en aplicaciones de montaje es todavía muy reducida y constituye una aplicaciones de montaje es todavía muy reducida y constituye una asignatura pendiente de nuestra industria.asignatura pendiente de nuestra industria.

Aunque resulta difícil hacer previsiones de futuro en el desarrollo de la Aunque resulta difícil hacer previsiones de futuro en el desarrollo de la robótica, algunos temas destacan de manera clara: las exigencias robótica, algunos temas destacan de manera clara: las exigencias crecientes de fiabilidad y eficiencia, la interfase hombre-máquina a crecientes de fiabilidad y eficiencia, la interfase hombre-máquina a través de sistemas gráficos y programación fuera de línea, la través de sistemas gráficos y programación fuera de línea, la importancia creciente de los sensores y de la integración sensorial, la importancia creciente de los sensores y de la integración sensorial, la interconexión entre máquinas, la coordinación entre robots y otras interconexión entre máquinas, la coordinación entre robots y otras máquinas, y la teleoperación. Igualmente, es importante mencionar los máquinas, y la teleoperación. Igualmente, es importante mencionar los nuevos campos en expansión de aplicación de la robótica como la nuevos campos en expansión de aplicación de la robótica como la exploración, la agricultura, la industria alimentaria y la medicina, que exploración, la agricultura, la industria alimentaria y la medicina, que complementarán en el futuro la ya tradicional robótica industrial.complementarán en el futuro la ya tradicional robótica industrial.

Conozca a ACM-R5 que está diseñado para desplazarse por espacios restringidos en operaciones de rescate. Este es sólo uno de los prototipos de robot que están expuestos en la Exposición Mundial en Nagakute, Japón.

PROTOTIPOS DE ROBOTS

La exhibición muestra la última tecnología en robots desarrollada en Japón. Este humanoide se llama Wabian-2. Fue diseñado por la Universidad de Waseda y puede flexionar sus piernas en cualquier dirección.

MM-Ro1 es el primer robot del mundo que realiza cirugías de cerebro mientras es guiado por un operador. Tiene la habilidad de extraer un tumor profundo y de cocer vasos sanguíneos en un espacio muy pequeño.

Candy-05 no será el próximo Tiger Woods, pero ha demostrado ciertas habilidades. Por ejemplo, es capaz de apuntar y golpear la bola de golf utilizando una cámara con tecnología satelital y almacena mapas en tercera dimensión de varios campos de golf.

Un maniquí prueba este Traje Musculoso, diseñado para ayudar a las personas que tengan problemas de movilidad o fuerza.

El robot de seguridad con la más tradicional forma de perro, viene con una cámara de video y un teléfono celular de tercera generación.