¿QUE ES LA ROBOTICA ?
La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus
orígenes hace miles de anos. Nos basaremos en hechos registrados a través de
la historia, y comenzaremos
aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de
autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es mas, la palabra
robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.
Desde el principio de los tiempos, el hombre ha deseado crear
vida artificial. Se ha empeñado en dar vida a seres artificiales que le
acompañen en su morada, seres que realicen sus tareas repetitivas, tareas
pesadas o difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a algunos
autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt, consideran que el primer
autómata en toda la historia fue Adán creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán
y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y Dios fue quien los
programó y les dio sus primeras instrucciones que debieran de seguir. Dentro de
la mitología griega se puede
encontrar varios relatos sobre la creación de vida artificial, por
ejemplo, Prometeo creo el
primer hombre y la primer mujer con barro y
animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos cuenta de que la
humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el principio de los
tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.
Los hombres creaban autómatas como un
pasatiempo, eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los materiales que se utilizaban
se encontraban al alcance de todo el mundo, esto es, utilizaban maderas
resistentes, metales como el cobre y cualquier otro
material moldeable, esto es, que no necesitara o requiriera de algún tipo de
transformación para poder ser utilizado en
la creación de los autómatas.
Estos primeros autómatas utilizaban,
principalmente, la fuerza bruta para poder
realizar sus movimientos. A las primeras maquinas herramientas que ayudaron al
hombre a facilitarle su trabajo no se les daba el
nombre de autómata, sino más bien se les reconocía como artefactos o simples
maquinas.
Breve historia de la robótica.
Por siglos el ser humano ha construido maquinas que imiten las
partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios
unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados
por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era
inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban
con sistemas hidráulicas, los
cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.
Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos
muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots.
Jacques de Vauncansos construyó varios
músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba
de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión.
En 1805, Henri Maillardert construyó una
muñeca mecánica que era capaz de
hacer dibujos. Una serie de levas se
utilizaban como ‘ el programa ’ para el
dispositivo en el proceso de escribir y
dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse
como invenciones aisladas que
reflejan el genio de hombres que se
anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial,
creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al
sector de la producción textil. Entre
ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la
hiladora macanica de Crompton
(1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y
otros.
El desarrollo en la tecnologia, donde se incluyen las
poderosas computadoras electrónicas, los actuadores
de control retroalimentados,
transmisión de potencia a través de
engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a
flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los
factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la
década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial
desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras
electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías.
No obstante las limitaciones de las máquinas
robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia
humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y
estimulado por varias narraciones de ciencia ficción.
Una obra checoslovaca publicada en 1917 por
Karel Kapek, denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al término robot.
La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando
se tradujo al ingles se convirtió en el término robot. Dicha narración se
refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan
una sustancia quimica que es similar al protoplasma. Utilizan ésta
sustancia para fabricar robots, y sus planes consisten en que los robots sirvan
a la clase humana de forma
obediente para realizar todos los trabajos físicos. Rossum sigue realizando
mejoras en el diseño de los robots,
elimina órganos y otros elementos innecesarios, y finalmente desarrolla un ser
‘ perfecto ’. El argumento experimenta un giro desagradable cuando los robots
perfectos comienzan a no cumplir con su papel de servidores y se rebelan
contra sus dueños, destruyendo toda la vida humana.
Entre los escritores de ciencia ficción,
Isaac Asimov contribuyó
con varias narraciones relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el
acuñamiento del término Robótica. La imagen de robot que
aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una seguridad garantizada que
actúa de acuerdo con tres principios.
Estos principios fueron denominados por
Asimov las Tres leyes de la Robótica, y son:
1._ Un robot no puede actuar contra un ser humano o,
mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
2._ Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los
seres humanos, salvo que estén en conflictos con la
primera ley.
3._ Un robot debe proteger su propia existencia, a no
ser que esté en conflicto con las dos
primeras leyes.
Consecuentemente todos los robots de Asimov
son fieles sirvientes del ser humano, de ésta forma su actitud contraviene a la
de Kapek.
Clasificación de los robots
La potencia del software en el controlador
determina la utilidad y flexibilidad del robot dentro de las limitantes del
diseño mecánico y la capacidad de los sensores. Los robots han sido
clasificados de acuerdo a su generación, a su nivel de inteligencia, a su nivel
de control, y a su nivel de lenguaje de programación. Éstas clasificaciones
reflejan la potencia del software en el controlador, en particular, la
sofisticada interaccion de los
sensores. La generación de un robot se determina por el orden
histórico de desarrollos en la robótica. Cinco generaciones son normalmente
asignadas a los robots industriales. La tercera generación es utilizada en la
industria, la cuarta se desarrolla en los laboratorios de investigación, y la
quinta generación es un gran sueño.
1.- Robots Play-back, los cuales regeneran una secuencia de
instrucciones grabadas, como un robot utilizado en recubrimiento por spray o
soldadura por arco. Estos robots comúnmente tienen un control de lazo abierto.
2.- Robots controlados por sensores, estos tienen un control en lazo cerrado de
movimientos manipulados, y hacen decisiones basados en datos obtenidos por
sensores.
3.- Robots controlados por visión, donde los robots pueden manipular un objeto
al utilizar información desde un sistema de visión.
4.- Robots controlados adaptablemente, donde los robots pueden automáticamente
reprogramar sus acciones sobre la base de los datos obtenidos por los sensores.
5.- Robots con inteligencia artificial, donde las robots utilizan las técnicas de
inteligencia artificial para hacer sus propias decisiones y resolver problemas.
La Asociación de Robots Japonesa (JIRA) ha
clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de su
nivel de inteligencia:
1.- Dispositivos de manejo manual, controlados por una persona.
2.- Robots de secuencia arreglada.
3.- Robots de secuencia variable, donde
un operador puede modificar la secuencia fácilmente.
4.- Robots regeneradores, donde
el operador humano conduce el robot a través de la tarea.
5.- Robots de control numérico, donde
el operador alimenta la programación del movimiento, hasta que se enseñe
manualmente la tarea.
6.- Robots inteligentes, los
cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.
Los programas en el controlador
del robot pueden ser agrupados de acuerdo al nivel de control que
realizan.
1.- Nivel de inteligencia artificial, donde el programa aceptará un comando como
"levantar el producto" y descomponerlo dentro de una secuencia
de coman-dos de bajo nivel
basados en un modelo estratégico de las tareas.
2.- Nivel de modo de control, donde
los movimientos del sistema son modelados, para lo que se incluye la
interacción dinámica entre los
diferentes mecanismos, trayectorias planeadas, y los puntos de asignación
seleccionados.
3.- Niveles de servosistemas, donde
los actuadores controlan los parámetros de los mecanismos con el uso de
una retroalimentacion interna de los
datos obtenidos por los sensores, y la ruta es modificada sobre la base de los
datos que se obtienen de sensores externos. Todas las detecciones de fallas y
mecanismos de corrección son implementadas en este nivel.
En la clasificación final se
considerara el nivel del lenguaje de programación. La clave para una aplicación efectiva de los
robots para una amplia variedad de tareas, es el desarrollo de lenguajes de
alto nivel. Existen muchos sistemas de programación de robots, aunque la
mayoría del software más avanzado se encuentra en los laboratorios de
investigación. Los sistemas de programación de robots caen dentro de tres
clases :
1.- Sistemas guiados, en el
cual el usuario conduce el robot a través de los movimientos a ser realizados.
2.- Sistemas de programación de
nivel-robot, en los cuales el usuario escribe un programa de
computadora al especificar el movimiento y el sensado.
3.- Sistemas de programación de
nivel-tarea, en el cual el usuario especifica la operación por sus
acciones sobre los objetos que el robot manipula.
Aplicaciones
Los robots son utilizados en una diversidad
de aplicaciones, desde robots tortugas en los salones de clases, robots
soldadores en la industria automotriz, hasta brazos teleoperados en el
transbordador espacial.
Cada robot lleva consigo su problemática
propia y sus soluciones afines; no
obstante que mucha gente considera que la automatización de procesos a través
de robots está en sus inicios, es un hecho innegable que la introducción de la tecnología
robótica en la industria, ya ha causado un gran impacto. En este sentido la
industria Automotriz desempeña un papel preponderante.
Es necesario hacer mención de los problemas
de tipo social, económicos e incluso político, que puede generar una mala
orientación de robotización de la industria. Se hace indispensable que la planificación de los recursos humanos,
tecnológicos y financieros se realice de una manera inteligente.
Por el contrario la Robótica contribuirá en gran
medida al incremento de el empleo. ¿Pero, como se puede hacer esto? al
automatizar los procesos en máquinas más flexibles, reduce el costo de
maquinaria, y se produce una variedad de productos sin
necesidad de realizar cambios importantes en la forma de fabricación de los
mismo. Esto originara una gran cantidad de empresasfamiliares
(Micro y pequeñas empresas ) lo que provoca la dezcentalizacion de
la industria.
AUTORA : ROCIO TECCIZTLI HARNANDEZ ABAD GRUPO: 109
