La robótica de Biedma Santamaría B.

Por: Biedma Santamaría Buglione

Colegio Bilingüe María Auxiliadora

“La Robótica”

“La Robótica”

Por: Biedma Santamaría Buglione

Profesora: Yamileth Ábrego

Colegio Bilingüe María Auxiliadora

INFORMÁTICA

Arraiján, 2023

INTRODUCCIÓN

La robótica es una emocionante disciplina que combina ciencia, ingeniería y tecnología para crear máquinas inteligentes y autónomas capaces de realizar tareas diversas. Los robots, inspirados en la imaginación humana, han evolucionado desde simples autómatas hasta complejas máquinas que revolucionan múltiples industrias y áreas de nuestra vida cotidiana.

En esta emocionante aventura, exploraremos cómo los robots han dejado de ser meros personajes de ciencia ficción para convertirse en compañeros de trabajo, sus aplicaciones actuales y potenciales en diferentes áreas, hablaremos también de sus mitos y leyendas, recorriendo así su historia y todo lo relacionado a esta ciencia interdisciplinaria.

Sumérgete con nosotros en el fascinante mundo de la inteligencia artificial, el aprendizaje automático y la percepción sensorial, que permiten a los robots adaptarse a su entorno y realizar tareas cada vez más complejas.

¿Qué es la robótica y cuáles son sus principales características?

La robótica es una ciencia o rama de la tecnología, aglutina varias disciplinas, que estudia el análisis, diseño, construcción y aplicación de robots o maquinas programadas los cuales, son capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano, principalmente laboriosas, repetitivas o peligrosas de forma automática para simular el comportamiento humano o animal.

Entre las principales características de la robótica tenemos

Programabilidad: Los robots pueden ser programados para realizar una amplia variedad de tareas mediante la carga de instrucciones y algoritmos en su sistema de control. Esta programabilidad les permite adaptarse a diferentes situaciones y realizar tareas específicas.

Autonomía: Los robots pueden operar de forma autónoma, es decir, sin intervención humana directa en tiempo real. Pueden tomar decisiones basadas en la información que reciben de sus sensores y ejecutar acciones predefinidas según sus programas.

Sensibilidad y percepción: Los robots utilizan sensores para recibir información sobre su entorno. Estos sensores pueden ser cámaras, micrófonos, sensores táctiles, láseres, entre otros. La capacidad de percibir y reaccionar a su entorno les permite realizar tareas de manera más segura y precisa.

Capacidad de aprendizaje: La inteligencia artificial y el aprendizaje automático (machine learning) se utilizan cada vez más en la robótica, permitiendo que los robots aprendan y mejoren su desempeño con la experiencia. Esto les permite adaptarse a cambios en el entorno y mejorar su eficiencia con el tiempo.

Precisión y repetitividad: Los robots son muy precisos y consistentes en sus movimientos y acciones. Esto los hace ideales para tareas que requieren alta precisión y repetición, como la fabricación industrial.

Leyendas de la robótica:

Wall-E

El gigante de hierro Terminator

Star Wars, A New Hope: R2-D2 y C3PO

Big Hero: Baymax

Mitos de la robótica:

Los robots resolverán todos los problemas: Aunque los robots son herramientas poderosas, no son la solución para todos los problemas. Algunas tareas aún requieren la creatividad, el juicio y las habilidades humanas para ser resueltas de manera efectiva.

Los robots se rebelarán contra los humanos: Uno de los mitos más extendidos, en realidad, los robots son máquinas programadas y controladas por humanos, y no tienen conciencia ni intenciones maliciosas. Los robots solo pueden realizar acciones

para las que han sido diseñados y programados. 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.

Los robots eliminaran puestos de trabajo: De hecho, los robots aumentarán puestos de trabajo en los campos de la ingeniería, diseño y fabricación. 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.

Los robots siempre son caros y complejos: Aunque algunos robots especializados pueden ser costosos y sofisticados, también existen opciones más asequibles y sencillas. La tecnología de la robótica está avanzando rápidamente, lo que está permitiendo la creación de robots más accesibles y fáciles de usar.

Los robots tendrán emociones: Los robots pueden ser programados para simular respuestas emocionales, pero eso no significa que realmente tengan emociones o sentimientos como los humanos. La "inteligencia emocional" de un robot es solo una simulación basada en algoritmos diseñados para imitar ciertas respuestas.

Evolución de la Robótica hasta Nuestros Días

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 transbordador aéreo y otros muchos ingenios), acuñó el término "automática" en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas.

Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1920 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 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 , seguridad y la producción en masa

Fecha Inventor

Siglo

III a.

C. y antes

autómatas aparece en el texto Lie Zi, atribuido a Lie Yukou (ca. 350 a. C.), en el que describe el encuentro, ocurrido varios siglos antes, entre el rey Mu de Zhou (1023-957 a. C.) y un «artífice» conocido como Yan Shi. En este encuentro Shi presenta al rey una supuesta obra mecánica: una figura humana de tamaño natural.

Siglo I Descripciones de más de 100 máquinas y Autómata Ctesibio de

Fecha Importancia

a. C. y antes 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

420 a. C. Un pájaro de madera a vapor que fue capaz de volar.

1206 Primeros autómatas humanoides creados, banda de autómata programable.

Nombre del robot Inventor

Alejandría, Filón de Bizancio, Herón de Alexandria, y otros

Arquitas de Tarento

Banda de robots, autómata de lavado de manos, pavos reales automáticos

Al-Jazari

c. 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

años 1800 Juguetes mecánicos japoneses que sirven té, disparan flechas y pintan.

1921 Aparece el primer autómata de ficción llamado "robot", aparece en R.U.R.

Años 1930

Se exhibe un robot humanoide en la Exposición Universal entre los años 1939 y 1940.

1942 La revista Astounding Science Fiction pública "Círculo Vicioso" (Runaround en inglés). Una historia de ciencia ficción donde se da a conocer las tres leyes de la robótica

1948 Exhibición de un robot con comportamiento biológico simple.9

Juguetes Karakuri Hisashige Tanaka

Rossum's Universal Robots

Elektro

Karel Čapek

SPD-13 (apodado "Speedy")

Westinghouse Electric Corporation

Isaac Asimov

Elsie y Elmer William Grey Walter

Fecha Importancia

1956 Primer robot comercial, de la compañía Unimation fundada por George Devol y Joseph Engelberger, basada en una patente de Devol.10

Nombre del robot Inventor

Unimate George Devol

1961 Se instala el primer robot industrial. Unimate George Devol

1964 Primer robot paletizador de la compañía japonesa Okura Yusoki.11

1971 El primer robot soviético que aterriza exitosamente en la superficie de Marte pero se perdió el contacto pocos segundos después.

Okura Yusoki

Unión Soviética

1973 Primer robot con seis ejes electromecánicos. Famulus KUKA Robot Group

1975 Brazo manipulador programable universal, un producto de Unimation.

PUMA

Victor Scheinman

1976 Primer robot estadounidense en Marte. Viking I

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)."

2002 Robot humanoide capaz de desplazarse de forma bípeda e interactuar con las personas.

2015 Robot humanoide ginoide capaz de reconocer, recordar caras y simular expresiones.

Robbie, SPD-13 (Speedy), QT1 (Cutie), DV-5 (Dave), RB-34 (Herbie), NS-2 (Néstor), NDR (Andrew), Daneel Olivaw

NASA

Isaac Asimov

Mars 3, dentro del programa Mars

ASIMO

Honda Motor Co. Ltd

Sophia Hanson Robotics Co. Ltd

Nombre del robot Inventor

Etapas del Desarrollo de da Robótica.

Etapa Antigua del Desarrollo de la Robótica

Antigüedad:

Imperios egipcios y griegos

Fueron pionerosen el desarrollo de la mecánica y la ingeniería. Conocían y utilizaban a la perfección principios mecánicos como la rueda, el eje, la cuña, la palanca, el engranaje, la rosca y la polea, elementos que constituyen la base de muchos mecanismos empleados en la actualidad. Tenían también un profundo conocimiento de hidráulica y neumática, que usaban para dar movimientoaalgunasestatuas.

Siglo I d. C.

Herón de Alejandría escribió el primer tratado de robótica, Los autómatas, y creó los primeros autómatas: el teodolito, un aparato que medía ángulos, distancias y desniveles, y el odómetro,quemedíadistanciasrecorridas.

Edad Media

Alberto Magno (1206-1280) creó un autómata de hierro que le servía como mayordomo —podía caminar, abrir puertas y comunicarse con los invitados —, y una cabeza parlante que predecía el futuro. Al-Jazari, uno de los más grandes ingenieros de la historia, inventó un reloj elefante, con seres humanos y animales mecánicos.

Etapa de Desarrollo Industrial de la Robótica

19201954

En la obra llamada "Robots Universales de Rossum" surge el término robot. Se desarrolla el primer robot industrial programable llamado Unimate por George Devol y Joseph Engelberger. Fue utilizado para el ensamblaje en una fábrica de General Motors.

19601970

Se funda la empresa ABB (Asea Brown Boveri) en Suecia, que se convierte en un actor importante en la industria de la robótica y fabricación de robots industriales.

1969: Se utiliza un brazo robótico controlado por computadora en una fábrica de General Motors para manejar piezas calientes de fundición.

1970: Se desarrollan y popularizan los robots SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) para aplicaciones de ensamblaje.

1980-1999

Se introduce el primer robot colaborativo en la Universidad de Stanford, marcando el inicio del desarrollo de robots seguros y colaborativos.

1990: Se utilizan robots móviles autónomos en aplicaciones logísticas y transporte de materiales.

1999: Se lanza el robot aspirador Roomba de iRobot, que se convierte en uno de los primeros robots domésticos ampliamente adoptados.

La Robótica Moderna hacia el Futurismo

Año 2000, Honda presentó el ASIMO (Advance step in innovative mobility), un robot androidede120cmdealturay 43kg de peso, que ya se encuentra disponible en el mercado

En la actualidad, se creó otros robots destinados a realizar tareas de limpieza doméstica, como los plafones móviles de IRobot, que se conocen como Scooba y Roomba28, de los cualessehanvendidomillones deunidadesenEstadosUnidos.

Taxonomías de la robótica divida en: Cronológicas (Generaciones)

Primera Generación de la Robótica: Robots Manipuladores

Aquí pertenecen los primeros robots, los desarrollados en los inicios de la segunda mitad del siglo XX. En muchas bibliografías son catalogados como “robots manipuladores”. Su sistema es bastante sencillo, realiza tareas repetitivas previamente programadas que se ejecutan de forma manual o secuencial fija. Estas tareas suelen ser de recoger y colocar elementos en cierto lugar, con grandes limitaciones en sus movimientos. Como no tienen conocimiento alguno del entorno, se clasifican como sistemas de lazo abierto, pues no poseen esa retroalimentación para verificar los resultados o errores. Estos tipos de robots aún existen y son utilizados en muchas industrias.

Segunda Generación de la Robótica: Robots de Aprendizaje

Surgen en los años 80. Conocidos como los primeros robots de aprendizaje, siendo capaces de memorizar secuencias de movimientos previamente realizadas por un operador humano. Se caracterizan por tener la capacidad de desplazarse (posiciones fijas) y poder percibir parte de su entorno, mediante sensores especializados. Debido a esto, se convirtieron en sistemas de lazo cerrado, con sistema de retroalimentación básico, pudiendo verificar parte de sus resultados. En la actualidad son utilizados también, fundamentalmente en la industria de la automoción, realizando tareas de pintado, traslado y ensamblaje de piezas en las cadenas de montajes.

Tercera Generación de la Robótica: Robots de Control Sensorizados

Fueron denominados como la generación de robots de control sensorizados. La característica fundamental que los hizo superiores fue la posibilidad de que pueden ser reprogramados a través de ordenadores, permitiéndoles ver (visión artificial) y tocar empleando sensores y lenguajes de programación. Esta generación tiene mayor conocimiento del entorno permitiéndole modificar su estrategia de trabajo o desplazamiento, por lo que sistema de control es de lazo cerrado. Algunos estudiosos plantean que aquí comenzó la era de los robots inteligentes.

Cuarta Generación de la Robótica: Robots Inteligentes

La generación de los robots inteligentes, similares a los de la cuarta generación, pero con la posibilidad de tomar decisiones en tiempo real y libertad de movimiento o para completar sus tareas. El procesamiento de la información recolectada por sensores, cada vez más precisos, era muy superior a generaciones anteriores. Su desarrollo se determinó, en su mayoría, por la utilización de modelos de análisis con lógicas difusas y redes neuronales, que fueron claves en esa época, finales del siglo XX e inicios del XXI, donde el crecimiento de la informática y electrónica fue exponencial. Se utilizaron en muchísimas actividades de todos los sectores posibles, desde aplicaciones industriales hasta de servicios y entretenimiento. En la actualidad, muchos comienzan a verse con aspectos humanoides.

Quinta Generación de la Robótica: Inteligencia Artificial Avanzada

Hasta la fecha, es la última de las generaciones de la robótica. La característica fundamental está en el uso de inteligencia artificial avanzada con aprendizaje automático, sin intervención humana, siendo capaces de imitar y desarrollar modelos de actuación, razonamiento y de conducta, en los entornos más dinámicos y desconocidos. Aquí se rompe con la falsa limitación de que los robots solo pueden ser utilizados en tareas repetitivas. Las aplicaciones de este tipo de robots no tienen límites, su gran capacidad de adaptación les permite ser multifacéticos. Es una generación que aún está en desarrollo y que nos corresponde a las nuevas generaciones continuar con su perfeccionamiento.

Taxonomías de la robótica divida en: Arquitectónica (Tipos)

Con base en su arquitectura, se tienen los siguientes grupos: poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.

1. Poliarticulados

En este grupo se encuentran los robots de muy diversa forma y configuración, cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente 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 robots manipuladores, los robots industriales y los robots cartesianos, que se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir 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 telemando 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 fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

3. Androides

Son los tipos de 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 simultáneamente el equilibrio del Robot. Vulgarmente se los suele llamar "marionetas" cuando se les ven los cables que permiten ver cómo realiza sus procesos.

4. Zoomórficos

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 evolucionado. Los experimentos efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numerosos y están siendo objeto de experimentos en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, pilotados o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos robots serán interesantes 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 es, al mismo tiempo, uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomórficos.

USOS DE LA ROBÓTICA

CONCLUSIÓN”

La robótica tiene una amplia gama de aplicaciones en diferentes campos y sectores de la sociedad debido a su capacidad para automatizar tareas, mejorar la eficiencia, aumentar la precisión y brindar soluciones innovadoras.

su aplicación continúa expandiéndose a medida que la tecnología avanza y se desarrollan nuevos tipos de robots y sistemas robóticos. La robótica seguirá desempeñando un papel importante en la sociedad al mejorar la eficiencia, la seguridad y la calidad de vida.

Bibliografía

Barrero, F. H. (15 de octubre de 2016). Robotica Antigua. Obtenido de https://roboticaincodemar.blogspot.com/2016/10/robotica-introductoria-parte-4.html

Borges, F. M. (3 de Septiembre de 2022). Las 5 Generaciones de la Robótica. Obtenido de https://automatismosmundo.com/las-5-generaciones-de-la-robotica/#:~:text=Las %205%20Generaciones%20de%20la%20Rob%C3%B3tica%201%20Primera,Generaci %C3%B3n%20de%20la%20Rob%C3%B3tica%20...%206%20Conclusiones%20

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