LA ROBOTICA

LA ROBOTICA

La robótica es un concepto de dominio público. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la robótica, sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene; sin embargo, no conocen el origen de la palabra robots, ni tienen idea del origen de las aplicaciones útiles de la robótica como ciencia. La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de años. Los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es más, la palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.

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 (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.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.

TRES LEYES DE LA ROBÓTICA

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 conflicto 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. Esas reglas se han utilizado desde mucho tiempo en peliculas y asi creo que son realmente importantes para la autonomia de un robot

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. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.

Según su estructura

La estructura, 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 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 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, basada en carros o plataformas y dotada 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 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.

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, piloteados 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

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.

AUTOMATIZACIÓN Y ROBÓTICA

La Historia de la Automatización industrial está caracterizada por períodos de constantes innovaciones tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas de automatización están muy ligadas a los sucesos económicos mundiales. El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadoras (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadoras (CAM), son la última tendencia en automatización de los porcesos de fabricación y luego se cargaban en el robot. Éstas tecnologías conducen a la automatización industrial a otra transición, de alcances aún desconocidos. Aunque el cracimiento del mercado de la industria Robótica ha sido lento en comparación con los primeros años de la década de los 80's, de acuerdo a algunas predicciones, la industria de la robótica está en su infancia. Ya sea que éstas predicciones se realicen completamente, o no, es claro que la industria robótica, en una forma o en otra, permanecéra. Hay tres clases muy amplias de automatización industrial: automatización fija, automatización programable y automatización flexible. La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas. La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. La automatización flexible, es mas adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización fija y de la automatización programada. De los tres tipos de automatización, la robótica coincide más estrechamente con la automatización programable.

APLICACIONES

Los robots son utilizados en una diversidad de aplicaciones, desde los robots en los salones de clase, robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazos teleoperador en el transbordador espacial.

Industria: Los robots son utilizados por una diversidad de procesos industriales como lo son: la soldadura de punto y soldadura de arco, pinturas de spray, transportación de materiales, molienda de materiales, moldeado en la industria plàstica, máquinas-herramientas y otras más.

Laboratorios: Los robots están encontrando un gran número de aplicaciones. Un típico sistema de preparación de muestras consiste de un robots y una estación de laboratorio, la cual contiene balanzas, dispensarios, centrifugados, racks de tubos de pruebas, etc. Las aplicaciones subsecuentes incluyen la medición del pH, viscosidad, y el porcentaje de sólidos en polímeros, preparación de plasmas humano para muestras para ser examinadas, calor, flujo, peso y disolución de muestras para presentaciones espectromáticas.

Manipuladores Cinemáticos: La robòtica encontró su primera aplicación en la industria nuclear con el desarrollo de teleoperadores para manejar material radiactivo. Los robots más recientes han sido utilizados para soldar a control remoto y la inspección de tuberías en áreas de alta radiación.

Agricultura: Para muchos la idea de tener un robot agricultor es ciencia ficción; o al menos así parece ser para el Instituto de Investigación Australiano, el cual ha invertido una gran cantidad de dinero y tiempo en el desarrollo de este tipo de robots. Entre sus proyectos se encuentra una máquina que esquila a las ovejas. Debido a la escasez de trabajadores en los obradores, se desarrolla otro proyecto, que consiste en hacer un sistema automatizado de un obrador, el prototipo requiere un alto nivel de coordinación entre una cámara de video y el efector final que realiza en menos de 30 segundos ocho cortes al cuerpo del cerdo.

Espacio: La exploración espacial posee problemas especiales para el uso de robots. Mucho científicos han hecho la sugerencia de que es necesario el uso de Robots para continuar con los avances en la exploración espacial.

Vehículos submarinos: En la actualidad, muchos de estos vehículos submarinos se utilizan en la inspección y mantenimiento de tuberías que conducen petróleo, gas o aceite en las plataformas oceánicas; en el tendido e inspección del cableado apara comunicaciones, para investigaciones geológicas y geofísicas en el suelo marino.

Educación: Los robots están apareciendo en los salones de clases de tres distintas forma. Primero, los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un medio de enseñanza. Segundo y el más común es el uso del robot tortuga en conjunción con el lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. En tercer lugar está el uso de los robots en los salones de clases. Una serie de manipuladore de bajo costo, robots móviles, y sistemas completos han sido desarrollados para su utilización en los laboratorios educacionales.

El mercado de la robótica y las perspectivas futura

Las ventas anuales para robots industriales han ido creciendo en un 25%. El incremento de èsta tasa se debe a factores muy diversos. En primer lugar, hay más personas en la industria que tienen conocimiento de la tecnología y de su potencial para sus aplicaciones de utilidad. En segundo lugar, la tecnología de la robótica mejorará en los próximos años de manera que hará a los robots más amistosos con el usuario, más fáciles de interconectar con otro hardware y más sencillo de instalar. En tercer lugar, crece el mercado. En cuarto lugar, se espera que el mercado de la robótica sufra una expanción más allá de las grandes empresas. La robótica es una tecnología con futuro y también para el futuro. Si continúan las tendencias actuales, los robots del futuro serán unidades móviles con uno o más brazos, capacidades de sensores múltiples y con la misma potencia de procesamiento de datos y de cálculo que las grandes computadoras actuales.

ventajas y desventajas

Ventajas

Las ventajas de la sutitucion humana por el robot son inantemente ymensas e infinitas. Ya que sin la ayuda de esta el ser huano no hubiera sido capaz de evolucionar hasta el punto que hemos llegado ahora.

Gracias a la robotica el ser humano ha podido dedicar su tiempo a mejora la calidad de vida al aplicarla constemente y sustituyendose a si mismo en labores repetitivas y agotadoras.

Estos robots permiten a los investigadores a entender algunas funciones imposibles de desentrañar directamente a traves de la experimentacion animal.

Son manipuladores multifuncional reprogramable con varios grados de libertad, capaz de manipular materias, piezas, herramientas o dispositivos especiales segun trayectorias variables programadas para realizar tareas diversas.

Se utiliza cualquier dispositivo mecanico capaz de reproducir los movimientos humanos para la manipulacion de objetos.

Los programas educacionales utilizan la simulacion de control de robots como un medio de enseñanza.

Podemos mencionar a los multirobots como aquellos capaces de adaptarse a diversos campos de trabajo.

Desventajas

El robot esta espesificamente siseñado para sustituir la labor humana y de esta manera mejorarla o simplemente igualar su capacidad. Aunque si es muy cierto que la robotica puede crear mas empleos, tambien puede quitarlos.

Actualmente se puede observar que el desempleo por la sustitucion humana por los robots ha sido mayor que el empleo que esta ha creado. Esto se debe mayormente a que muchas generaciones pasadas no pudieron competir ante el potencial de los robot, por esto mimo fueron sustiuidos y expulsados de esta area de trabajo espesifico.

Estas computadoras pensantes solo se consideran como una base de una especie de robots inteligentes capaces de crear copias de ellos mismo.

El costo de un robot permanece constante con baja reduccion.

Requieren gran capital al instalarle que se deprecia con los anos y el recurso humano que cuesta el tiempo trabajando.

Un robot se puede justificar economicamente.

El recurso humano puede sentirse amenazado por el desempleo.

Desuso del equipo al termina el proyecto.