HISTORIA DE LA ROBÓTICA

HISTORIA DE LA ROBÓTICA

La historia de la robótica va unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo,[cita requerida] el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas. 

Karel Capek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática Rossum's Universal Robots / R.U.R., a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviando de las labores caseras.

Cuadro de Tiempo de los Robots 

Fecha	Importancia						Nombre del robot			Inventor
Siglo I a. C.y antes	Descripciones de más de 100 máquinas y autómatas, incluyendo un artefacto con fuego, un órgano de viento, una máquina operada mediante una moneda, una máquina de vapor, en Pneumática y Autómata de Herón de Alejandría						Autómata			Ctesibio de Alejandría, Filón de Bizancio, Herón de Alexandria, y otros
1495	Diseño de un robot humanoide						Caballero mecánico			Leonardo da Vinci
1738	Pato mecánico capaz de comer, agitar sus alas y excretar.						Digesting Duck			Jacques de Vaucanson
1800s	Juguetes mecánicos japoneses que sirven té, disparan flechas y pintan.						Juguetes Karakuri			Hisashige Tanaka
1921	Aparece el primer autómata de ficción llamado "robot", aparece en R.U.R.						Rossum's Universal Robots			Karel Capek
1930s	Se exhibe un robot humanoide en la Exposición Universal entre los años 1939 y 1940						Elektro			Westinghouse Electric Corporation
1942	La revista Astounding Science Fiction publica "Círculo Vicioso" (Runaround en inglés). Una historia de ciencia ficción donde se da a conocer las Tres leyes de la robótica						SPD-13 (apodado "Speedy")			Isaac Asimov
1948	Exhibición de un robot con comportamiento biológico simple5						Elsie y Elmer			William Grey Walter
1956	Primer robot comercial, de la compañía Unimation fundada por George Devol y Joseph Engelberger, basada en una patente de Devol6						Unimate			George Devol
1961	Se instala el primer robot industrial						Unimate			George Devol
1963	Primer robot "palletizing"7
1973	Primer robot con seis ejes electromecánicos						Famulus			KUKA Robot Group
1975	Brazo manipulador programable universal, un producto de Unimation						PUMA			Victor Scheinman
1982	El robot completo (The Complete Robot en inglés). Una colección de cuentos de ciencia ficción de Isaac Asimov, escritos entre 1940 y 1976, previamente publicados en el libro Yo, robot y en otras antologías, volviendo a explicar las tres leyes de la robótica con más ahínco y complejidad moral. Incluso llega a plantear la muerte de un ser humano por la mano de un robot con las tres leyes programadas, por lo que decide incluir una cuarta ley "La ley 0 (cero)"						Robbie, SPD-13 (Speedy), QT1 (Cutie), DV-5 (Dave), RB-34 (Herbie), NS-2 (Nestor), NDR (Andrew), Daneel Olivaw			Isaac Asimov
2000	Robot Humanoide capaz de desplazarse de forma bípeda e interactuar con las personas						ASIMO			Honda Motor Co. Ltd

MITOS Y LEYENDAS DE LA ROBÓTICA

• MITOS

¿Los robots van a apoderarse del mundo? Esa puede ser la idea de más de una película de ciencia ficción, pero en su mayor parte, las percepciones acerca de la robótica se basan en falsedades . Vamos a explorar estos 5 mitos comunes.

1. Los robots eliminaran puestos de trabajo.

De hecho, los robots aumentarán puestos de trabajo en los campos de la ingeniería, diseño y fabricación. A medida que más procesos se automatizan con la robótica, los seres humanos tendrán la libertad de hacer otro trabajo en lugar de las tareas repetitivas que tuvieron mucho más tiempo. El ahorro y la productividad que se derivan de los avances en la robótica impulsar el crecimiento económico en respuesta a un aumento de la producción. La evolución es para todos.

2. Los robots aprenderán a destruir a la humanidad.

Mientras que los robots están programados para aprender acciones y deben ser entrenados para tareas específicas, siguen siendo máquinas. Sin embargo la Inteligencia robótica tiene límites, ya que no son seres sensibles. No serán capaces de darse cuenta de que podrían tomar el mundo y liberarse de sus programas.

3. Los robots funcionan como por arte de”mágia”.

La programación y pruebas dedicadas a la creación de la IA (inteligencia Artificial) es igual que cualquier otro campo científico. Hay programadores e ingenieros que deben desarrollar el código y la tecnología detrás de los robots que les permite aprender y pensar.

4. Los robots son caros.

La construcción de un robot no tiene que ser caro. Las partes más caros son el hardware y sensores pero muchos robots pueden ser construidos utilizando otros tipos de materiales. Desde el campo de la robótica está creciendo a un ritmo rápido en todo el mundo, un aumento de la demanda ayudará a reducir los costos. Tal como sucediera con los primeros televisores o la industria de telefonía celular y más aún en los equipos de computo.

5. Los robots son difíciles de usar.

La mayoría de nosotros ya tiene un robot en nuestros bolsillos. No creemos que de Siri o Cortana, los asistentes virtuales en nuestros teléfonos, como los tipos de robots que vemos retratado en las películas, pero su funcionalidad es representativa de la robótica. Con sólo pulsar un botón, los robots pueden darnos ayuda y respuestas a las preguntas.

• LEYENDAS

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

1. Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.

2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.

3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley.

CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS

Según el software en el controlador , el diseño mecánico y la capacidad de los sensores, los robots se clasifican de acuerdo a su aplicación, su arquitectura, su nivel de inteligencia,su generación, a su nivel de control, y a su nivel de lenguaje de programación.

Clasificación de los robots según su generación

1G Primera Generación: Manipuladores

Esta primera etapa se puede considerar desde los años 50s ,en donde las maquinas diseñadas cuentan con un sistema de control relativamente sencillo de lazo abierto, esto significa que no existe retroalimentación alguna por parte de algún sensor y realizan tareas previamente programadas que se ejecutan secuencialmente. 

2G Segunda Generación: Robots de Aprendizaje

La segunda etapa se desarrolla hasta los años 80s, este tipo de robots son un poco mas conscientes de su entorno que su previa generación, disponiendo de sistemas de control de lazo cerrado en donde por medio de sensores adquieren información de su entorno y obtienen la capacidad de actuar o adaptarse según los datos analizados.

También pueden aprender y memorizar la secuencia de movimientos deseados mediante el seguimiento de los movimientos de un operador humano.

Los robots ahora cuentan con un sistema de retroalimentación que les permite obtener mas datos de su entorno y guardarlos en algún medio de almacenamiento junto con las instrucciones.

3G Tercera Generación: Robots con Control Sensorizado

Durante esta etapa, que tiene lugar durante los años 80s y 90s, los robots ahora cuentan con controladores(computadoras) que usando los datos o la información obtenida de sensores, obtienen la habilidad de ejecutar las ordenes de un programa escrito en alguno de los lenguajes de programación que surgen a raíz de la necesidad de introducir las instrucciones deseadas en dichas maquinas.

Los robots usan control del tipo lazo cerrado, lo cual significa que ahora son bastante conscientes de su entorno y pueden adaptarse al mismo.

Los robots se vuelven reprogramables, usan controladores o computadoras para analizar la información captada de su entorno mediante sensores(cabe mencionar que se desarrolla la visión artificial) y aparecen los lenguajes de programación.

4G Cuarta Generación: Robots Inteligentes

Esta generación se caracteriza por tener sensores mucho mas sofisticados que mandan información al controlador y la analizan mediante estrategias complejas de control. Debido a la nueva tecnología y estrategias utilizadas estos robots califican como "inteligentes", se adaptan y aprenden de su entorno utilizando "conocimiento difuso" , "redes neuronales", y otros métodos de análisis y obtención de datos para así mejorar el desempeño general del sistema en tiempo real, donde ahora el robot puede basar susacciones en información mas solida y confiable, y no solo esto sino que también se pueden dar la tarea de supervisar el ambiente que les rodea, mediante la incorporación de conceptos "modélicos" que les permite actuar a situaciones determinadas.

Mejores sistemas sensoriales, mejores estrategias de control y análisis de información,capaces de comprender su entorno y actuar ante el mediante conceptos "modélicos" en tiempo real.

5G Quinta Generación y más allá

La siguiente generación sera una nueva tecnología que incorporara 100% inteligencia artificial y utilizara metodos como modelos de conducta y una nueva arquitectura  de subsumción, además de otras tecnologías actualmente en desarrollo como la nanotecnología.

Esta etapa depende totalmente de la nueva generación de jóvenes interesados en robótica, una nueva era de robots nos espera.

Clasificación de los Robots según su Nivel de Inteligencia

Los Japoneses (JIRA) tienen su propia forma de clasificar a los robots dentro de seis clases basada en el Nivel de Inteligencia del Robot:

1) Dispositivos de manejo manual: controlados por una persona.

2) Robots de secuencia arreglada: Son aquellos robots que de una forma u otro tienen cierto autodominio, pero es por la inclusión de comandos que permiten que los mismos puedan guiarse dentro del entorno.

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.

Clasificación de los Robots según el Nivel de Control Ejecutan

1) Nivel de inteligencia artificial: donde el programa aceptará un comando como "levantar el producto" y descomponerlo dentro de una secuencia de comandos 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 servo-sistemas: donde los actuadores controlan los parámetros de los mecanismos con el uso de una retroalimentación 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.

Clasificación de los Robots según el Nivel del Lenguaje de Programación

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 censado.

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.

Clasificación de los Robots según su Aplicación

1) Robots Médico: fundamentalmente , prótesis para disminuir dos físicos que se adaptan al cuerpo y están dotados de potentes sistemas de mando. Con ellos se logra igualar al cuerpo con precisión los movimientos y funciones de los órganos o extremidades que suplen.

2) Exoesqueletos Robóticos: es una máquina que consiste en un armazón externo que lleva puesto una persona. A través de un sistema de potencia de motores o hidráulicos proporciona, al menos, parte de la energía para el movimiento de los miembros. Gracias a ello, permite que su portador pueda realizar cierto tipo de actividades que sin él no podría. Por ejemplo, cargar grandes cantidades de peso.

3) Robots Industriales: es un manipulador multifuncional reprogramable, capaz de mover materias, piezas, herramientas, o dispositivos especiales, según trayectorias variables, programadas para realizar tareas diversas.

Clasificación de los Robots según su Arquitectura
La arquitectura, definida por el tipo de configuración general del robot, se clasifica en lo siguiente:

1) Poli-articulados: Bajo este grupo están los robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios -aunque excepcional-mente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados- y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad". En este grupo se encuentran los manipuladores, los robots industriales, los robots cartesianos y algunos robots industriales y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajorelativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o deducir el espacio ocupado en el suelo.

2) Móviles: Son robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por tele-mando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoelectricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

3) Androides: Son robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación.

Uno de los aspectos más complejos de estos robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simu ltáneamente el equilibrio del robot .

4) Zoomorficos: Los robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolu cionado.En cambio, los robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos robots serán interesante en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.

5) Híbridos: Estos robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, e s al mismo tiempo uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomórficos. De igual forma pueden considerarse híbridos algunos robots formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y de un brazo semejante al de los r obots industriales. En parecida situación se encuentran algunos robots antropomorfos y que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, tal es el caso de los robots personales.