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La robótica

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Es una Ciencia o rama de la Tecnología, que estudia el diseño y la construcción de máquinas capaces de realizar tareas realizadas por seres humanos o que requieren el uso de la inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que se deriva podrían ser: álgebra, PLC, máquinas de estado, mecánica o informática. En general, la robótica se define como: El conjunto de conocimientos teóricos y prácticos que permite diseñar, implementar y automatizar sistemas basados en estructuras mecánicas poliarticuladas, dotadas de un cierto grado de “inteligencia” y destinadas a la producción industrial o a la sustitución del hombre en un amplio abanico de tareas.

Historia de la robótica

La palabra robot se utilizó por primera vez en 1921, cuando el escritor checo Karel Capek (1890 – 1938) estrenó su obra Rossum’s Universal Robot (R.U.R.) en el Teatro Nacional de Praga. Su origen es de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo forzoso. La trama era simple: el hombre hace un robot, luego el robot mata al hombre.
La realidad y la historia plantean diferentes preguntas sobre la idea de los robots que se remontan al siglo I a.C., cuando inventores como Ctesibius de Alejandría, Filón bizantino y Garza de Alejandría describieron más de 100 máquinas y autómatas, entre ellos un coche de bomberos, un órgano de viento, una máquina de monedas, una máquina de vapor, en Neumática y el autómata de Garza de Alejandría.
La historia de la robótica ha estado ligada a la construcción de “artefactos”, que buscaban materializar el deseo humano de crear seres a su imagen y descargarlos del trabajo.

El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP), creador del primer mando a distancia inalámbrico para su coche, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y muchos otros ingeniosos dispositivos, acuñó el término “automático” en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente relacionadas con el ser humano.
El término robótica también es puesto en circulación por Isaac Asimov, definiendo la ciencia que estudia a los robots. Asimov también creó las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción, el hombre ha imaginado robots que visitan nuevos mundos, toman el poder o simplemente se liberan de las tareas domésticas.

Leyes de la robótica

  • Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
  • Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la primera Ley.
  • Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la primera o la segunda Ley.

Clasificación de la robótica

Según su arquitectura

La arquitectura, definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, ha sido introducido para aumentar la flexibilidad funcional de un Robot mediante el cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diferentes niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos estructurales o subsistemas. Los dispositivos y mecanismos que se pueden agrupar bajo el nombre genérico de Robot, como se ha indicado anteriormente, son muy diversos y, por tanto, es difícil establecer una clasificación coherente de los mismos para soportar un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, basada en su arquitectura, se realiza en los siguientes grupos: Poliarticulados, Móviles, Androides, Zoomórficos e Híbridos.

Poliarticulados

En este grupo se encuentran los Robots de forma y configuración muy diversa cuya característica común es que son básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para realizar desplazamientos limitados) y estructurados para mover sus elementos terminales en un espacio de trabajo determinado según uno o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad”. Este grupo incluye manipuladores, robots industriales y robots cartesianos y se utiliza cuando es necesario cubrir un área de trabajo relativamente grande o alargada, para actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o para reducir el espacio ocupado en el suelo.

Robots móviles

Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y equipados con un sistema de locomotora de rodillos. Continúan su camino por control remoto o son guiados por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro en una línea de producción. Guiados por vías materializadas a través de la radiación electromagnética de los circuitos de tierra embebidos, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso superar obstáculos y están equipados con un nivel de inteligencia relativamente alto.

Robot androide

Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. En la actualidad, los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin uso práctico, y están destinados principalmente al estudio y la experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, en el que se centra la mayor parte del trabajo, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar el proceso de forma dinámica y coordinada en tiempo real y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.

Zoomórfico

Los robots zoomórficos, que en el sentido no restrictivo también podrían incluir androides, son una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a varios seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción, es conveniente agrupar a los robots zoomorfos en dos categorías principales: caminantes y no caminantes. El grupo de robots zoomorfos que no caminan está muy poco desarrollado. Las realizadas en Japón basadas en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y con un movimiento rotativo relativo. Los robots zoomórficos a pie multipedales son muy numerosos y están siendo probados en varios laboratorios con vistas al desarrollo de vehículos terrestres reales, pilotados o autónomos, capaces de evolucionar sobre superficies muy irregulares. Las aplicaciones de estos robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.

Híbridos

Estos Robots corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se coloca en combinación con algunos de los anteriores ya expuestos, ya sea por Conjunción o por Yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo articulado segmentado con ruedas es al mismo tiempo uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomorfos. Del mismo modo, algunos Robots pueden considerarse híbridos, formados por la yuxtaposición de un cuerpo formado por un carro móvil y un brazo similar al de los Robots industriales. En una situación similar existen algunos robots antropomórficos que no pueden clasificarse ni como móviles ni como androides, como es el caso de los robots personales.

Ramas de la robótica

  • Una de ellas es la cibernética, que es el estudio interdisciplinario de la estructura de los sistemas de regulación. La cibernética está estrechamente vinculada a la teoría de control y a la teoría de sistemas. Tanto en sus orígenes como en su evolución, en la segunda mitad del siglo XX, la cibernética es igualmente aplicable a los sistemas físicos y sociales. Los sistemas complejos afectan y luego se adaptan a su entorno externo; en términos técnicos, se centra en las funciones de control y comunicación: fenómenos tanto externos como internos del sistema.
  • La otra es la Inteligencia Artificial: La inteligencia artificial (IA) es la capacidad de razonamiento de un agente no vivo. John McCarthy, quien acuñó el término en 1956, lo definió: “Es la ciencia y la ingeniería de hacer máquinas inteligentes, especialmente programas informáticos inteligentes.
  • Robótica Industrial: Es la parte de la Ingeniería que se dedica a la construcción de máquinas capaces de realizar tareas mecánicas y repetitivas de una manera muy eficiente y con costos reducidos. En un tiempo se pensó erróneamente que se necesitaría un gran desarrollo de la inteligencia artificial, la percepción y el razonamiento, incluso para los robots industriales. Hoy en día, la robótica industrial se está extendiendo en muchos países, especialmente en Japón, precisamente porque el tiempo y el entorno están disponibles para preparar al robot para su tarea y para practicarla y perfeccionarla de tal manera que pueda repetirse muchas veces. La inteligencia artificial rara vez se utiliza para encubrir cosas ligeramente impredecibles. Sin embargo, el proceso anterior es suficiente, ya que la planificación y la preparación son las palabras clave en la fabricación.
  • Robótica de servicio: La parte de la ingeniería que se centra en el diseño y la construcción de máquinas capaces de prestar servicios directamente a los miembros de la sociedad.
  • Robótica Inteligente: Son robots capaces de desarrollar tareas que, desarrolladas en un ser humano, requieren el uso de su capacidad de razonamiento.
  • Robótica Humanoide: Es la parte de la ingeniería dedicada al desarrollo de sistemas robóticos para imitar ciertas peculiaridades humanas.

La robótica y la mecatrónica

La gente confunde la ingeniería mecatrónica con la robótica. Sin embargo, estos términos no son los mismos. Casi todos los robots son mecatrónicos, pero no todos los sistemas mecatrónicos son robots. La robótica es una rama de la mecatrónica (un robot es un sistema mecatrónico y, como todos los sistemas mecatrónicos, tiene configuraciones para el propósito para el que fue desarrollado.

Básicamente, la robótica busca reemplazar a los seres humanos en diferentes campos con sus innovaciones. La mecatrónica, por su parte, genera sistemas inteligentes, flexibles y fiables para trabajar como aliado del hombre en diferentes áreas.

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