Investigación #2- La Robótica- Ana Monteza 10°A

Introducción

Las máquinas —que solemos llamar robots— pueden ser controladas por personas o funcionar solas bajo la supervisión de algoritmos y aplicaciones informáticas. Los robots están en contacto directo con el mundo físico y, a menudo, se utilizan para llevar a cabo tareas monótonas y repetitivas, sustituyendo a las personas. Los robots pueden clasificarse en función de su tamaño, su ámbito de aplicación o su finalidad, algo que analizaremos más adelante.

¿Qué es la Robótica? Y Algunas de sus Características Principales.

La robótica se dedica a la construcción de artefactos que intentan materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza para responder a algunas de sus necesidades más complejas y, también, para liberarse de trabajos tediosos o peligrosos.

Algunas de las principales características de la robótica son:

 Grados de Libertad del robot. Esta característica de los robots se define como la capacidad de movimiento giratorio o de desplazamiento que tiene, también hace referencia a los parámetros necesarios para determinar la orientación y posicionamiento del brazo articulado de los robots industriales de posición fija.

 Zonas de trabajo y dimensiones del brazo o manipulador. Las dimensiones necesarias de los componentes del brazo o manipulador unido a los grados de libertad determinan la zona de trabajo de un robot.

 Capacidad de carga. Se define como capacidad de carga la cantidad de kilogramos (peso) que puede ser transportado por la herramienta de agarre del brazo o manipulador.

 Funciones de Exactitud y Repetibilidad.

 Resolución: muchas veces los sistemas digitales y otros factores hacen que solo estén disponibles un limitado número de posiciones, por lo que usuario debe ajustar las coordenadas a la posición discreta que más se ajuste a las necesidades de funcionamiento del robot.

 Cinemática del error modelado: los cálculos sobre ángulos de juntura pueden tener en algunas ocasiones pequeños errores, esto se debe a que el modelo de la cinemática del robot no lo empareja con total exactitud.

 Errores en la calibración: durante el proceso de calibración la posición determinada puede estar ligeramente desorientada, esto produce un error en la posición calculada.

 Errores de azar: durante las operaciones del robot se pueden presentar problemas causados por fricción, expansión termal, fallas estructurales, etc.

 Resolución espacial. Esta característica indica el aumento más pequeño de movimiento en que un robot puede dividir su intensidad de trabajo.

 Velocidad. La velocidad indica la capacidad que tiene el robot para realizar las tareas para las que ha sido diseñado en una menor cantidad de tiempo, por lo general la velocidad va a depender del tipo de labor a realizar.

 Programabilidad. Los componentes controladores fabricados con micro y nanoelectrónica incluidos en los módulos de control de los robots industriales permiten una programación eficiente del robot en cuanto a su espacio de trabajo,

su velocidad y aceleración, pausas y temporizaciones, sincronización y funciones de seguridad.

Mitos y Leyendas de la Robótica

Durante años los robots han formado parte del cine o de la literatura, han sido ciencia ficción, hasta que poco a poco se han desarrollado para formar parte de nuestra vida, son algo real y cotidiano a lo que nos hemos acostumbrado.

1. Los robots no descansan nunca. Es cierto que los robots no se cansan nunca y que pueden trabajar 365 días al año, 7 días a la semana y 24 horas al día, sin embargo, necesitan tareas de mantenimiento (tanto si se trata de robots hardware como software), por lo que tendrán algunos momentos de inactividad.

2. Los robots quitan puestos de trabajo. Un robot no sustituye el trabajo de una persona, sino que el robot complementa el trabajo de esa persona y la ayuda a que sea más efectivo, liberándola de tareas repetitivas y tediosas. De esta forma los empleados podrán aportar valor a la empresa. Por otro lado, son las personas las que deberán controlar al robot para que haga las tareas correctamente.

3. Los robots no se equivocan. Es cierto que los robots pueden cometer menos errores que una persona, pero si la información sobre la que trabajan no está bien configurada o existen demasiadas excepciones en los procesos, surgirán errores. Por lo tanto, las personas deberán controlar el trabajo de los robots para que se desarrollen correctamente.

4. Todos los trabajos se pueden hacer por robots. No es cierto. Hay trabajos que son más susceptibles de automatizarse, como tareas de escritorio (abrir correos, archivarlos, conciliación bancaria etc.), sin embargo, hay otros que no, como el cuidado de animales al aire libre o la reforestación de un bosque, por ejemplo. Además, hay trabajos que, por su peligrosidad, aquellos en los que se trabaja con sustancias tóxicas, por ejemplo, son susceptibles de ser realizados por robots, de manera que se evita el peligro para las personas.

5. Los robots son más inteligentes que las personas. Con el desarrollo de la inteligencia artificial y el machine learning los robots han evolucionado y parece que podrían tener la misma inteligencia que los humanos, pero lo cierto es que no tienen facultades que son plenamente humanas como la capacidad de aprender de la experiencia, la empatía, la habilidad de reaccionar ante situaciones desconocidas, la improvisación o la creatividad, entre otras.

Etapas del Desarrollo de la Robótica

Etapa Antigua

No se tiene una certeza precisa sobre el surgimiento de la robótica y los primeros robots, ya que resulta difícil trazar su origen con precisión. Según registros históricos, los primeros autómatas datan del Antiguo Egipto. Aunque estos mecanismos eran muy rudimentarios en comparación con los actuales, para su época eran considerados muy avanzados e ingeniosos, especialmente para civilizaciones con tecnología limitada. Existen registros de algunas máquinas que eran utilizadas con fines religiosos, tales como las enormes estatuas de dioses y reyes que disparaban fuego por los ojos. También se sabe que había estatuas con brazos móviles, que eran operadas por sacerdotes, e incluso algunas que emitían sonidos cuando eran tocadas por los rayos del sol. Estos dispositivos se empleaban para infundir temor en los fieles y reforzar la creencia en las deidades. Aunque las aplicaciones de estas máquinas eran principalmente religiosas, resultan impresionantes si se considera que se utilizaron en una época en la que la tecnología era muy limitada.

Etapa de Desarrollo Industrial

Podemos situar el inicio de esta época en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard creó en 1801 una máquina textil programable a través de tarjetas perforadas. Después, la Revolución Industrial impulsó el progreso de estas máquinas mecánicas.

En la Europa de los siglos XVII y XVIII, además de los autómatas religiosos, se construyeron muñecos mecánicos muy ingeniosos que presentaban algunas características de los robots. Jacques de Vaucanson, a mediados del siglo XVIII, construyó varios músicos de tamaño humano. En 1805, Henri Maillardet creó una muñeca mecánica que podía dibujar. Este dispositivo utilizaba una serie de levas como "programa" para llevar a cabo el proceso de escritura y dibujo.

Etapa Moderna hacia el Futurismo

A pesar de que se siguen desarrollando robots para usos industriales, en la actualidad se está avanzando en la combinación de la robótica con la inteligencia artificial para imitar al ser humano. En este sentido, la ingeniería mecatrónica y la carrera de robótica han cobrado gran relevancia a nivel mundial, lo que ha permitido un avance significativo en esta área. Es importante destacar que los robots modernos son cada vez más autónomos y están diseñados para realizar tareas más complejas y variadas. Además, la robótica está siendo aplicada en diversos campos, como la medicina, la exploración espacial y la educación. Es necesario mencionar uno de los robots más avanzados hasta la fecha, Sophia, un robot humanoide creado por la empresa Hanson Robotics con sede en Hong Kong. Sophia ha sido diseñada para adaptarse y aprender el comportamiento humano, siendo el primer robot en obtener la ciudadanía de un país. Su software permite una interacción visual con humanos y el entorno, y ha sido entrevistada públicamente por varios periodistas, manteniendo una comunicación tan natural como la de cualquier ser humano con otro.

Taxonomías de la Robótica

Cronológicamente:

 Primera Generación: Se han diseñado robots manipuladores con el fin de eliminar el esfuerzo requerido para levantar objetos, y estos tienen aplicaciones en diversos campos. Consisten en una columna que está fija al suelo y que tiene un brazo en voladizo que incluye una pinza para sujetar objetos, y están equipados con accionamiento neumático.

 Segunda Generación: Los robots de aprendizaje son aquellos que utilizan su cuerpo para adquirir habilidades cognitivas. Este proceso, denominado cognición incorporada, requiere avanzados sistemas de comunicación bidireccional entre los sensores de bajo nivel, como manos u ojos, y su procesador de alto nivel. Estos robots están equipados con sensores y hardware físico para realizar tareas humanas. Al observar la realización de una tarea humana, tratan de imitarla con movimientos similares a los del ser humano.

 Tercera Generación: Los robots de control sensorizado son una clase de robots que se caracterizan por utilizar sensores para obtener información sobre su entorno y así modificar su estrategia de control. Estos robots también utilizan computadoras para ejecutar órdenes de programas que permiten al manipulador realizar los movimientos necesarios. Gracias a la información obtenida por los sensores, estos robots pueden tener un conocimiento más profundo del ambiente en el que se desenvuelven, lo que les permite adaptar su comportamiento de manera inteligente. Con esta generación de robots, surgieron los lenguajes de programación que permiten escribir los programas de control para estos dispositivos.

Arquitectónica:

 Poliarticulados: Dentro de esta categoría se pueden hallar robots de variadas formas y disposiciones, pero su rasgo distintivo es que son esencialmente estáticos.

 Móviles: Estos robots son altamente móviles y utilizan carros o plataformas para moverse, equipados con sistemas de locomoción que les permiten rodar y desplazarse con facilidad.

 Androides: Estos robots tienen como objetivo imitar la apariencia y movimientos del ser humano, tanto en su totalidad como en parte. A día de hoy, los androides son dispositivos poco desarrollados y carecen de utilidad práctica.

 Zoomórficos: Los robots zoomórficos se distinguen por su capacidad para moverse de manera similar a los animales. Esta categoría de robots se enfoca en imitar el comportamiento locomotor de diferentes especies animales, lo que les permite adaptarse mejor a su entorno y realizar tareas específicas de manera más eficiente. Aunque esta categoría podría incluir también a los androides, que imitan la forma humana, su principal enfoque se centra en la imitación de los movimientos de los animales.

 Híbridos: Esta categoría de robots se refiere a aquellos que son difíciles de clasificar debido a que su estructura combina elementos de las categorías previamente mencionadas, ya sea mediante la combinación o yuxtaposición de

características. Por ejemplo, un dispositivo con

segmentos articulados y ruedas puede ser considerado tanto un robot móvil como uno zoomórfico.

Conclusión

Los robots llevan años ayudando a los seres humanos a realizar tareas peligrosas, desagradables o tediosas, y han permitido explorar entornos de difícil acceso, entre ellos las profundidades marinas o el espacio exterior. También nos han ayudado en los ámbitos de la educación favoreciendo el desarrollo de habilidades en los niños y jóvenes, y en la sociedad permitiendo que las fábricas sean más eficientes y puedan producir en mayor cantidad y mejor calidad mientras los humanos se ocupan de tareas más creativas.

Webgrafía

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