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  • 1. Prof: Roberto Santi 1
  • 2. La robótica es la ciencia y la tecnología de los robots. Se ocupa del diseño, manufactura y aplicaciones de los robots.[1] [2] La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y la ingeniería de control.[3] Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados. El término robot se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados, fue traducida al inglés como robot. 2
  • 3. Historia de la robotica: La historia de la robótica ha estado 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 (GAP) (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, 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 a los humanos. Karel Čapek, 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. 3
  • 4. Clasificación de los robots: Según su cronología: La que a continuación se presenta es la clasificación más común:  1ª Generación. Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.  2ª Generación. Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.  3ª Generación. Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.  4ª Generación. Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. 4
  • 5. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real. Según su arquitectura: La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.  1. Poliarticulados En este grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser 5
  • 6. 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 manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y 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. 6
  • 7.  3. Androides Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática 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. Por otro lado Kokoro y la universidad de Osaka han desarrollado a nuevo Actroid llamado androide realista DER2. Este androide parece muy humano y habla y mueve su cabeza, brazos, manos, y cuerpo.  4. Zoomórficos 7
  • 8. 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 experimentados 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 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 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 8
  • 9. 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. 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 Robots 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.  6. cybors se utiliza para designar una criatura compuesta de elementos orgánicos y dispositivos mecánicos generalmente con la intención de mejorar las capacidades de la parte orgánica mediante el uso de tecnología. Ejemplos de esto son las películas robocop o teminator, basadas en ficción. De acuerdo con algunas definiciones del término, la conexión física y metafísica de la humanidad con la tecnología, ya ha empezado a convertirnos en ciborgs. Por ejemplo, una persona a la que se le haya implantado un marcapasos podría considerarse un ciborg, puesto que sería incapaz de sobrevivir sin ese componente mecánico. Otras tecnologías médicas, como el implante coclear, que permite que 9
  • 10. un sordo oiga a través de un micrófono externo conectado a su nervio auditivo, también hacen que sus usuarios adquieran acceso a un sentido gracias a la tecnología, aproximando su experiencia a la de un ciborg. Distintos Robots: Aimec Aimec (Artificially Intelligent Mechanical Electronic Companion) fue diseñado por Tony y Judie Ellis, expertos en el tema. Su invento puede reír, hacer bromas, cantar karaoke, hablar y roncar. Además, puede conectarse a la televisión y hasta es capaz de entrar a Internet para buscar información cuando no entienda algo de lo que le digan. El robot es muy educado y simpático, por eso, cuando percibe a través de sus sensores que hay gente cerca hace chistes. Esta pareja tiene una compañía de juguetes llamada Conceptioneering, que fabrica productos con una ingeniería avanzada. En Aimec estuvieron trabajando cuatro años. El precio de este hijo postizo llegaría a los 300 dólares. 10
  • 11. Tony y Jude están seguros de que en unos años en todas las casas habrá un robot, al menos para cortar el pasto. "Una cosa no se puede negar, los robot serán algo enorme. Estamos en la misma etapa que las computadoras en 1980, cuando todo el mundo decía que nunca funcionarían.", dijeron. Alsoy 1 La empresa española Aisoy Robotics presentó en Valencia a Aisoy 1, el primer robot "emocional", que puede expresar tristeza, alegría o miedo a través de palabras, gestos y un código de colores. "Es el primer robot con capacidad de sentir emociones, de relacionarse con nosotros con la misma inteligencia emocional que nosotros", aseguró el presidente de la empresa, Diego García. Alsoy 1 tiene forma humana, pero no se desplaza, aunque mueve las cejas y la cabeza para demostrar sentimientos. En su interior tiene una computadora equipada con sensores de temperatura, tacto y sonido. Además, puede reconocer la voz y la cara de sus dueños. Según García, lo que lo hace único es su software capaz de interpretar estímulos, aprender de ellos y tomar decisiones en función de criterios lógicos y "emocionales", a partir de un sistema de valores 11
  • 12. entre los que juega por ejemplo la conservación de su batería. Por ejemplo, si necesitara conectarse para recargar su batería, no se dirigirá a alguien que lo golpea y en cambio se lo pedirá con una sonrisa a alguien que lo acaricia seguido. Si la persona que le da miedo se disculpa y lo acaricia, aumentan las posibilidades de que el robot lo perdone y le sonría. "Como todo ser vivo, es capaz de aprender, experimentar y modificar su comportamiento con esta capacidad de aprendizaje", afirmó García. "Estamos creando vida", agregó. "Normalmente me preguntan para qué sirve", continuó García. "Me resulta difícil explicarlo, ¿para qué sirvo yo? Como ser vivo, tengo una finalidad de serlo más feliz posible, y Aisoy también", dijo. Nao “Nao” es el primer robot que puede desarrollar emociones humanas y formar vínculos humanos. Este pequeño robot fue presentado por primera vez ante los medios para demostrar sus capacidades y funciones. La robótica está dando pasos muy grandes en cuanto el desarrollo y detección de emociones en los robots. El robot Nao fue diseñado para igualar las emociones que desarrolla un niño de un año de edad, y es capaz de 12
  • 13. formar vínculos con las personas que lo tratan amablemente. Esto es un desarrollo increíble que muestra el futuro de la robótica. El pequeño robot Nao fue desarrollado dentro de un proyecto llamado FEELIX Growing, la doctora e investigadora en computación Lola Cañamero de la Universidad de Hertfordshire está al frente de este proyecto. La doctora Cañamero explicó que el comportamiento de Nao fue modelado a lo que haría un niño pequeño, también es muy similar a la forma en que los simios y otros primates desarrollan lazos afectivos con sus cuidadores, según explican en dailymai Nao está programado para relacionarse y apegarse al individuo que interactua con el, utiliza los mismo tipos de expresiones y conductas que los bebes usan para aprender e interactuar social y emocionalmente con otros, y también puede detectar emociones humanas al estudiar el lenguaje corporal y facial. Barzo mecánico en Argentina: El Grupo de Robótica y Sistemas Integrados (GRSI) de la Universidad Nacional de Córdoba se encuentra 13
  • 14. embarcado en la realización de un proyecto que, a primera vista, puede parecer simple, aunque requiere tecnología y actualizaciones complejas. Se trata del diseño y desarrollo de un brazo mecánico, destinado a reemplazar la mano del médico que sostiene la videocámara durante una laparoscopía. El cirujano es ayudado por un asistente que introduce una pequeña cámara dentro del paciente, cuya imagen captada sirve de guía para llevar a cabo la operación. Robot desactivador de bombas en Argentina: Investigadores argentinos construyeron un robot programado para desactivar explosivos, llegar a lugar que son inaccesibles para el humano y realizar tareas de seguridad y rescate.El prototipo bautizado “Sphinx” fue un trabajo en conjunto entre el psicólogo y técnico superior en robótica Rubén Schmit, el diseñador industrial Hernán del Río y el profesor en informática Julián Da Silva. El robot es capaz de custodiar un estadio de fútbol, desactivar minas y rescatar individuos atrapados a causa de catástrofes gracias a su software, electrónica, mecánica y documentación programada en el mismo. Soporta vientos de hasta 140 kilómetros por hora, tiene una capacidad de carga de hasta 170 kilos y 14
  • 15. está construido con un material ignífugo, lo que le permite salir inmune en situaciones de altas temperaturas durante cierto tiempo, explicaron los investigadores. Robots con ruedas en Argentina: Los vehículos de ruedas son, con mucho, los más populares por varias razones prácticas. Los robots con ruedas son más sencillos y más fáciles de construir, la carga que pueden transportar es mayor relativamente. Tanto los robots basados en cadenas como en patas se pueden considerar más complicados y pesados generalmente que los robots de ruedas para una misma carga útil. A esto podemos añadir el que se pueden transformar vehículos de ruedas de radio control para usarlos como bases de robots. La principal desventaja de las ruedas es su empleo en terreno irregular, en el que se comportan bastante mal. Normalmente un vehículo de ruedas podrá sobrepasar un obstáculo que tenga una altura no superior al radio de sus ruedas, entonces una solución es utilizar ruedas mayores que los posibles obstáculos a superar; sin embargo, esta solución, a veces, puede no ser práctica. Para robots que vayan a funcionar en un entorno natural las cadenas son una opción muy buena porque las 15
  • 16. cadenas permiten al robot superar obstáculos relativamente mayores y son menos susceptibles que las ruedas de sufrir daños por el entorno, como piedras o arena. El principal inconveniente de las cadenas es su ineficacia, puesto que se produce deslizamiento sobre el terreno al avanzar y al girar. Si la navegación se basa en el conocimiento del punto en que se encuentra el robot y el cálculo de posiciones futuras sin error, entonces las cadenas acumulan tal cantidad de error que hace inviable la navegación por este sistema. En mayor o menor medida cualquiera de los sistemas de locomoción contemplados aquí adolece de este problema. Potencialmente los robots con patas pueden superar con mayor facilidad que los otros los problemas de los terrenos irregulares. A pesar de que hay un gran interés en diseñar este tipo de robots, su construcción plantea numerosos retos. Estos retos se originan principalmente en el gran número de grados de libertad que requieren los sistemas con patas. Cada pata necesita como mínimo un par de motores lo que produce un mayor coste, así como una mayor complejidad y menor fiabilidad. Es más los algoritmos de control se vuelven mucho más complicados por el gran número de movimientos a 16
  • 17. coordinar, los sistemas de patas son un área de investigación muy activo. 17