La robótica es la disciplina que se ocupa del diseño, operación, fabricación, estudio y aplicación de autómatas o robots . Combina áreas como la ingeniería mecánica , eléctrica , electrónica , biomédica y las ciencias de la computación para crear herramientas que puedan realizar tareas de manera eficiente, rápida y en ambientes inaccesibles para los humanos. 1 2
El término robot se popularizó con el éxito de la obra R.UR (Robots Universales Rossum) , escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra la palabra checa robota, que significa trabajos forzados o trabajador, fue traducida al inglés como robot . 5
Los avances de la robótica han demostrado que hay aparatos robotizados que pueden moverse e interactuar con su entorno evaluarán en la enorme disponibilidad de sensores precisos y de motores de alto rendimiento, y el desarrollo de complejos algoritmos que permiten cartografiar, localizar, planificar desplazamientos y orientarse. . . . mediante coordenadas. 6
Historia de la robótica [ editar ]
La robótica va unida a la construcción de «artefactos» que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que al mismo tiempo lo descargasen de trabajos tediosos o peligrosos. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía , el ajedrecista automático, el primer transportador aéreo y otros muchos ingenios), acuñó el término « automático » en relación con la teoría de la automatización de tareas. . . . asociados habituales. [ cita requerida ]
El término robótica es acuñado por Isaac Asimov , definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las tres leyes de la robótica . En la ciencia ficción , se ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder o, simplemente, aliviando de las labores caseras. Los robots se utilizan ampliamente en la fabricación , ensamblaje, empaque y embalaje, minería, transporte, exploración espacial , cirugía, armamento , investigación de laboratorio , seguridad y la producción en masa de consumidor y bienes industriales . 8
Qué es la robótica y cuáles son sus principales usos
Un breve repaso sobre la historia de la robótica, sus conceptos fundamentales y algunos ejemplos de los prototipos más singulares e interesantes en el mercado.
Asimismo, la robótica puede concebirse también como una industria interdisciplinaria que surge a partir de la intersección de la ciencia, la ingeniería y la tecnología , poniendo a dialogar diferentes cuerpos de conocimiento científico, computacional e informático, con diversas ramas de la ingeniería. Es que la robótica no solo implica el estudio de los robots, sino también su diseño, desarrollo, programación, producción y aplicación.
A este respecto, podemos entenderla como la integración sinérgica y aplicada de diferentes campos de la ingeniería, tales como la ingeniería mecánica, la ingeniería eléctrica , la ingeniería electrónica y la ingeniería biomédica; y las ciencias, como la física, química, matemática y las ciencias computacionales.
Además, en la robótica también confluyen diversos saberes y disciplinas, como la mecánica, la informática, la inteligencia artificial , la domótica, la programación, la animatrónica y el álgebra, entre otras.
Esta congruencia multidisciplinaria da lugar a un potente núcleo de innovación y creatividad , un sistema productivo que se consolida a la robótica como uno de los campos científicos e industriales más importantes de nuestro tiempo y, por supuesto, de mayor proyección a futuro.
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¿Qué tipos de robots existen?
Como mencionamos anteriormente, si bien el verdadero origen de la robótica en sí puede rastrearse incluso hasta antes de la Era Común , y pese a que los robots modernos —tal y como los conocemos hoy— surgen recién en el siglo pasado, el desarrollo de la La robótica ha experimentado una evolución y un crecimiento exponencial durante las últimas dos décadas.
De este modo, actualmente existen diversos tipos de robots con características únicas, en los más variados tamaños, formas y materiales, así como con diferentes niveles de autonomía, inteligencia, funcionalidad y capacidad. Por ello también existen diversas formas de clasificar a los robots.
A lo largo de la historia de la robótica , estos han sido clasificados en relación con su generación, nivel de inteligencia, de control y de lenguaje de programación, categorizaciones que por ejemplo reflejan, entre otras cosas, la potencia del software en su controlador y particularmente qué tan sofisticada es la interacción de sus sensores.
Sin embargo, a grandes rasgos, suelen considerarse dos criterios para clasificar a los tipos de robots como los más extendidos. Uno en función del momento histórico en el que fueron creados ( generaciones ) y las similitudes en sus procesos de construcción, siguiendo un orden cronológico; y otro en relación con su forma, según su estructura y funcionamiento . Veamos cada uno en detalle.
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Tipos de robot según su cronología
Es la clasificación de robots más extendida y distingue sobre todo entre tres y cinco períodos de producción o construcción, denominadas " generaciones ".
Robots de manipulación o de primera generación.
Se trata del grupo de robots que tiene al factor mecánico como el más prioritario. Son robots de manipulación , que cuentan con sistemas mecánicos multifuncionales con un sistema de control simple y combinado manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
Todos los robots están diseñados para completar una tarea asignada y resolver los desafíos del entorno a través de la mecánica. Asimismo, si bien todos comparten este aspecto en cuanto a lo mecánico, los de primera generación se caracterizan por priorizar dicho factor para completar sus tareas.
Por eso, los robots de primera generación se utilizan sobre todo para mover objetos, presentando múltiples limitaciones en el número de movimientos que pueden concretar. Su finalidad es principalmente la repetición de tareas programadas, como ir de un lado a otro. En relación con su momento histórico, se suele considerar que el boom de los robots de primera generación se dio a partir de la década del 50.
Robots de aprendizaje o de segunda generación.
Categoriza a los denominados robots de aprendizaje , los cuales repiten una secuencia de movimientos determinada que ha sido previamente ejecutada por un operador humano. Para utilizar un dispositivo mecánico, tal como lo hacen los de primera generación, solo que, en este caso, el operador efectúa los movimientos y acciones que se requieren mientras que el robot los sigue, analiza y memoriza para luego replicar.
Estos robots cuentan con un sistema de retroalimentación con el que obtienen más información sobre su entorno y la guardan en sistemas de almacenamiento, junto con sus instrucciones. Igualmente, esta información adquirida del entorno también es limitada y suele tener un tamaño considerablemente mayor.
No obstante, también se caracterizan por su capacidad para ejecutar movimientos más complejos. Además, también se trata de robots controlados por secuencia numérica y suelen utilizarse sobre todo en la industria automotriz. Por otro lado, en cuanto a su cronología, suele señalarse que el período histórico de los robots de segunda generación comprende incluso hasta la década de los 80.
Robots con control sensorizado o de tercera generación.
La tercera generación es la de los llamados robots con control sensorizado . Estos son, en esencia, computadoras que ejecutan órdenes a partir de un programa y las envían al manipulador para que este efectúe los movimientos necesarios, sorteando los desafíos de su entorno para concretar una tarea.
En tal sentido, el uso de los sensores permite a los robots de tercera generación contar con cierto conocimiento en cuanto al entorno o al ambiente que los rodea. Estos sensores dimensionan el espacio y ajustan a este su estrategia de control.
Así, con la tercera generación de robots se da paso a la era de los robots inteligentes y comienzan a surgir los lenguajes de programación que permiten desarrollar sus sistemas de control, los cuales utilizan una estrategia de ciclo cerrado. Este momento en la historia de la robótica puede ubicarse entre la década de los 80 y los 90.
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Robots inteligentes de cuarta generación
Los robots de cuarta generación se caracterizan por utilizar sensores mucho más desarrollados, lo cual no solo les permite controlar procesos y captar información sobre su entorno en tiempo real, contando con mejores habilidades y procesos de conducta, sino que también les dan el espectacular nombre de robots inteligentes.
Considerados también como los “ robots del futuro ”, los modelos de esta generación aprenden directamente del entorno que los rodea aplicando procedimientos de lógica difusa , los cuales se utilizan cuando la complejidad del proceso en cuestión es demasiado alta y no existen modelos matemáticos precisos en la contemporaneidad, para procesos altamente no lineales o cuando se envuelven definiciones y conocimientos que no están estrictamente definidos (imprecisos o subjetivos).
Además, estos robots también incluyen redes neuronales artificiales y métodos de análisis y obtención de datos complejos que mejoran notablemente su desempeño general en tiempo real. De esta manera, los robots inteligentes, que se vienen desarrollando sobre todo desde los primeros años del siglo XXI, presentan mejoras que los hacen mucho más desarrollados que sus predecesores.
El robot ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility) es un ejemplo interesante dentro de esta categoría. El pequeño androide, de la compañía japonesa Honda, fue creado con el objetivo de ayudar a personas con movilidad reducida, así como para motivar a la juventud a estudiar ciencias y matemáticas. Por su parte, Pepper , otro robot japonés de cuarta generación creado por SoftBank Robotics, incluso es capaz de leer e interpretar emociones humanas.
Robots 5G o de quinta generación
Íntimamente relacionados con el desarrollo y la aplicación de la inteligencia artificial, los robots de quinta generación o robots 5G son aquellos en los que se está trabajando actualmente, representando así los últimos avances en robótica .
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La referida incorporación de sistemas de inteligencia artificial de punta, los modelos de conducta contemporáneos y una flamante arquitectura de subsunción , hacen de estos los verdaderos robots del futuro. La biotecnología y la nanotecnología, por ejemplo, son otras disciplinas incorporadas a esta generación.
Esta nueva gama de robots deberá basar su acción y desarrollo principalmente en modelos conductuales establecidos, aprovechando también las innumerables oportunidades que ofrece hoy la independencia de los cables. Cómo serán los robots de quinta generación dependen especialmente del interés de la juventud en la robótica.
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Tipos de robots según su estructura
Otra forma de clasificar o distinguir entre los diferentes tipos de robots es en función de su forma, estructura y funcionamiento . Igualmente, en esta categorización también suelen considerarse cinco tipos de robots .
Robots poliarticulados
Un grupo en el que se suele incluir una muy amplia variedad de robots, pero que, a grandes rasgos, comparten características como tener una posición estática y una estructura ideada para mover únicamente sus elementos terminales, en un espacio de trabajo limitado y según uno. o más sistemas de coordenadas, así como un reducido nivel de libertad y autonomía.
En este grupo se encuentran, por ejemplo, los robots manipuladores , los robots industriales y los robots cartesianos, los cuales suelen aplicarse sobre todo cuando es preciso abarcar una zona de trabajo muy amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano simétrico vertical o bien. reducir el espacio que se utiliza en el suelo, así como en la automatización del trabajo, ya que aumentan significativamente la productividad.
Robots móviles
Los denominados robots móviles están entre los más populares, en buena medida, debido al uso extendido de algunos de sus modelos en hogares y espacios de trabajo. Se trata esencialmente de máquinas automáticas con una alta capacidad de desplazamiento, pudiendo trasladarse y desenvolverse con autonomía en diversos entornos.
Dotados de un sistema locomotor de tipo rodante, estos robots guían su camino mediante sistemas de telemando o bien a partir de la información recibida de su entorno por medio de sus sensores. En el sector industrial, estos robots aseguran el transporte de piezas u objetos desde un punto a otro en una cadena de fabricación, automatizando procesos con enorme eficiencia.
Para poder moverse, estos robots utilizan pistas materializadas a través de radiación electromagnética de circuitos que son empotrados al suelo y bandas detectadas fotoeléctricamente. Algunos modelos incluso pueden superar múltiples obstáculos y, dependiendo del objetivo, pueden estar dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia .
Robots androides y ginoides
Como su nombre lo indica, se trata de robots antropomorfos o con forma humana. Se trata de aquellos robots que, en mayor o menor medida, buscan reproducir también el comportamiento cinematográfico del ser humano.
Pese a que este tipo de robots aún está en desarrollo y todavía tiene un largo camino que recorrer, algunos modelos presentan avances realmente sorprendentes. Sophia, la fembot más popular del mundo (hasta se ha convertido en la primera ciudadana no-humana de la historia), es un robot de este tipo, técnicamente, una ginoide , un robot androide con "apariencia femenina".
Presentada en 2017, Sophia fue especialmente diseñada para interactuar con seres humanos, aprender, adaptarse a nuestro comportamiento y trabajar con estos satisfactoriamente, buscando además provocar un impacto positivo en el mundo, combatiendo con formas de explotacióncón como la infantil y animal o la trata de personas.
Asimismo, desde Sofía han habido otros tantos avances, especialmente en cuanto al desarrollo cinético y expresivo. Tal es el caso de Mesmer , por ejemplo, un sistema para construir robots humanoides inteligentes e hiperrealistas de alto potencial, con una habilidad para recrear expresiones faciales humanas tan verosímil como sorprendentes.
El sistema Mesmer es desarrollado por Engineered Arts , compañía de diseño y fabricación de robots humanoides con sede en Reino Unido, que recientemente ha mostrado un vídeo del que muchos consideran el robot humanoide más realista en cuanto a expresiones faciales y movilidad. Se trata de Ameca , a quien podemos ver recreando muecas y gestos increíblemente humanos.
Robots zoomórficos
Naturalmente, se trata de aquellos robots cuya estructura imita a las de animales no humanos. Estos se caracterizan especialmente por buscar replicar la cinemática de determinadas especies y sus habilidades motoras.
Dentro de esta categoría también suelen distinguirse otros dos tipos: los robots zoomórficos que caminan y los que no. Los del primer tipo presentan un desarrollo sensiblemente mayor y tienen, además, una proyección muy amplia, con un alto potencial para su aplicación en la exploración de lugares como el espacio exterior, las profundidades marinas o los volcanes.
robots hibridos
Finalmente, existen muchos tipos de robots que comparten características de cada una de estas clasificaciones, por lo que los suelen considerar como robots híbridos. Un claro ejemplo podría ser el de los rover desarrollados por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA para la exploración espacial.
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La importancia de la robótica en la sociedad de nuestra era.
Las aplicaciones de la robótica en diversos ámbitos humanos ya han demostrado enormes beneficios. El uso de los robots en la medicina, la industria y toda clase de actividades forzosas o peligrosas para los seres humanos ya es una realidad ampliamente extendida que, actualmente y desde un tiempo a esta parte, no ha hecho más que consolidarse.
Veamos algunos de los principales usos de los robots y las ventajas que traen consigo , determinando la importancia de la robótica en la sociedad de nuestra era.
Procedimientos médicos innovadores
Los robots ya están revolucionando el mundo de la medicina. La inteligencia artificial , la miniaturización ( nanorobots ) y el vasto poder de los sistemas informáticos están contribuyendo significativamente al aumento del diseño y el uso de robots en el mundo médico por varias razones.
Desde operaciones altamente efectivas y seguras a tratamientos innovadores que incluyen la introducción de nanobiorobots en el organismo que permiten llegar a lugares donde ningún médico podría. La robótica aplicada a la medicina ya ha demostrado enormes beneficios.
mayor seguridad
Desde el uso más extendido de los robots surge lo que probablemente sea el beneficio más evidente de la robótica: más seguridad para la humanidad. Muchos modelos de robot actualmente se utilizan para suplantar a los humanos, especialmente en aquellas tareas que resultan de alto riesgo para nuestra salud.
Este aspecto también se extiende, por ejemplo, a catástrofes, habiendo robots capaces de introducirse entre los escombros de edificios destruidos por terremotos o incendios en búsqueda de sobrevivientes.
Otro buen ejemplo es el de los robots utilizados para detectar y extraer minas en zonas de guerra, mientras que en casos como los de la industria también ocurren lo mismo, los robots pueden desarrollar tareas que tendrían peligro mortal para las personas.
compañía
Aunque tabú, el problema de la soledad en la tercera edad es una realidad ineludible. Sin embargo, es una realidad que puede cambiarse gracias al uso de los robots.
Si bien no podrán sustituir el afecto humano, los robots de compañía para adultos mayores —que también ya son algo real— sí pueden alertar a otras personas ante una emergencia y brindar soporte en situaciones de riesgo. Asimismo, los robots también pueden acompañar y asistir a personas que requieran cuidados especiales o ayuda en diversas tareas.
Más oportunidades laborales
Una de las grandes dicotomías que ha planteado el análisis ético, filosófico y socioeconómico del desarrollo de la robótica es la que se refiere al trabajo. De hecho, es uno de los primeros problemas sobre los cuales se ha discutido desde la génesis misma de la robótica moderna: la máquina suplantando el trabajo humano.
A este respecto, diversos estudios han sugerido que, en un futuro muy cercano, los robots tomarán millones de empleos humanos. De acuerdo a la de Oxford Economics Group, “ Cómo los robots cambian el mundo , qué automatización realmente significa para los empleos y la productividad ”, publicado en 2019 en Oxford University Press de la Universidad de Oxford, los robots tomarán más de 20 millones de empleos para 2030 . Además, en los próximos diez años, ya habrá más de 14 millones de robots trabajando únicamente en China.
No obstante, la realidad ha demostrado que los robots están cambiando la forma de trabajar y están generando nuevas oportunidades laborales en todo el mundo. Si bien diversos autores advierten de que este podría ser un problema realmente serio en el futuro, cuando eventualmente se creen robots que no necesitan mantenimiento ni instrucción humana, hoy abren un amplio abanico de posibilidades laborales, nuevas especialidades y capacidades para el trabajo.
Mayor productividad y eficiencia
Característica propia de la automatización del trabajo , de la cual existe amplísima evidencia desde hace décadas. Es que los robots no tienen ningún tipo de inconveniente con la monotonía, las horas de trabajo ni las relaciones laborales.
Además, el resultado del trabajo de los robots siempre tiene las mismas características: es perfecto. Y esto no solo abarca hoy los sectores de producción industrial, en los que solemos imaginar a los robots trabajar, ya que en la era digital, el comercio electrónico y la revolución del mundo de la logística gracias a la tecnología, ya se están utilizando drones. . . . y robots como delivery o última milla, por ejemplo.
Puede que en muchos aspectos no lo hayas notado aún, pero la robótica ya se ha transformado para siempre el mundo en el que vivimos, desde el hogar a los lugares de trabajo y las grandes urbes.
La robótica tiene el potencial del cambio, de transformar positivamente la vida de las personas y de hacer del mundo un lugar más seguro, eficiente y productivo.
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