Tema de discusión: Robótica y sistemas autónomos
En este artículo, discutiremos sobre las ideas básicas de la robótica y los sistemas autónomos con pocas percepciones y estudios de antecedentes. El artículo “Robótica y sistemas autónomos” también proporcionará las respuestas en los siguientes temas.
- ¿Qué es un robot?
- El trasfondo de la robótica
- El padre de la robótica
- ¿Qué es un sistema autónomo?
- ¿En qué se diferencia de un robot?
- Comparación entre robótica y sistemas autónomos
- ¿Son todos los robots autónomos de hoy robots reales?
- ¿Hay algo que un robot no pueda hacer?
- ¿Cuál es la principal desventaja de utilizar un robot?
- ¿Los robots se apoderarán de los humanos?
- ¿Cuáles son las aplicaciones de la robótica y los sistemas autónomos?
- Tipos de robot por aplicaciones
- Tipos de robot por medio de interacción
- Futuro de la robótica y los sistemas autónomos
¿Qué es un robot?
A robot es una máquina, específicamente la que los humanos pueden programar usando una computadora para realizar una serie de acciones complejas automáticamente. En otras palabras, un robot es una máquina autónoma que está diseñada y construido para replicar movimientos similares a los humanos.
Los robots pueden ser semiautónomos o completamente autónomos dependiendo del grado de control que se les proporcione. El primer tipo generalmente está controlado por un dispositivo de control localizado externo al robot, mientras que el último generalmente tiene el sistema de control integrado. La rama de la tecnología que explica el desarrollo completo de un robot, desde su diseño hasta el desarrollo de su funcionalidad, se denomina robótica.
Isaac Asimov, en 1942, introdujo tres leyes de la robótica que todavía se utilizan como plantilla para guiarnos hacia el desarrollo de un robot:
El trasfondo de la robótica
El término 'robot' se deriva de una raíz eslava, que tiene significados identificables con 'labor". Uno de los primeros incidentes que presenciaron el nacimiento de la robótica temprana fue el desarrollo de un dispositivo mecánico alrededor del 3000 aC, que fue construido para realizar una tarea física específica de manera regular. El trabajo consistía en tocar las campanas de las horas en los relojes de agua egipcios, y construyeron estatuillas humanas con ese propósito.
La era del 400 a. C. vio una mayor innovación en robótica por parte del inventor de la polea y el tornillo, Arquitas de Tarentum, que desarrolló una paloma voladora de madera. Las estatuas operadas hidráulicamente lo siguieron en el Egipto helénico durante el año 200 a. C. Una muñeca construida por Petronius Arbiter en el año 100 a. C. fue la primera instancia de un robot humanoide. Giovanni Torriani fue el creador de un robot de madera que podía ir a buscar el pan diario del Emperador a la tienda en 1557.
El siglo XIX también fue testigo de muchas creaciones robóticas, como la muñeca parlante de Edison y un robot a vapor de los canadienses. A pesar de estas raíces de inspiración para el robot moderno, el progreso científico en robótica y sistemas autónomos realizado en el siglo XX ha trascendido los avances anteriores en gran medida.
El padre de la robótica
George C. Devol fue un inventor de Louisville, Kentucky, que construyó el primero de los robots que conocemos, a principios de la década de 1950. Inventó un manipulador reprogramable y lo patentó como "Unir, ”De“ Universal Automation ”. Hizo varios intentos de crear un mercado para su producto en robótica y sistemas autónomos durante la siguiente década, pero fracasó. José Angleberger adquirió la patente del robot de Devol a fines de la década de 1960. Era un ingeniero y un hombre de negocios que transformó Unimate en un robot industrial y formó una empresa llamada Unimation para la producción y venta de robots. Angleberger tuvo éxito en sus esfuerzos y es conocido en la industria como el 'Padre de la robótica".
Shakey fue un avance sobre el Unimate original por el Stanford Research Institute en 1958, que fue diseñado para aplicaciones industriales especializadas, aunque limitado al campo académico. Shakey tenía un nivel mejorado de percepción usando sus 'ojos' de televisión y tenía ruedas para moverse en entornos desconocidos. También podría responder a su entorno hasta cierto punto. El nombre que Shakey atribuyó a su movimiento tembloroso y estruendoso.
Comparación entre robótica y sistemas autónomos
¿Qué es un sistema autónomo? ¿En qué se diferencia de un robot?
Robótica y sistemas autónomos: La autonomía es la capacidad de un sistema para tomar sus propias decisiones en función de cómo percibe el entorno que lo rodea. La autonomía en los seres humanos genera la capacidad de realizar las tareas más básicas y significativas que involucran sus extremidades y otras partes externas del cuerpo. Puede variar desde caminar y hablar hasta comer y levantar cosas. Por tanto, la autonomía es una característica del propio robot que decide el grado de control que puede tener para reaccionar al entorno percibido.
3 puntos de Robótica y Sistemas Autónomos
Los tres conceptos que juegan un papel crucial en el desarrollo de acciones autónomas en un robot son percepción, decisión y actuación.
Percepción:
Los cinco sentidos básicos tienen el énfasis más significativo en términos de percepción en los seres humanos. Usamos nuestros ojos, oídos, nariz, lengua y piel para percibir el entorno circundante a través de la visión, la audición, el olfato, el gusto y el tacto. Este tipo de sentidos se llevan a un robot mediante una amplia gama de sensores que actúan como dispositivos de entrada del robot.
De hecho, en la era de la información actual, Internet en sí es un mar de datos que se pueden suministrar a los sistemas robóticos y autónomos como entradas de información. Esta fuente de información intangible es diferente a los sensores convencionales que se basan en hardware. Por ejemplo, los escáneres láser y las cámaras de visión estéreo pueden actuar como los ojos del robot, los sensores de golpes pueden proporcionar la percepción equivalente a la piel humana y los sensores de fuerza-torsión pueden dar un cálculo de la tensión muscular.
Decisión:
En los seres humanos, el sistema nervioso envía una señal al cerebro en los momentos adecuados que toma la mayoría de las decisiones sobre cómo debe reaccionar el cuerpo ante un determinado entorno. El cerebro es responsable de las decisiones más complejas que se toman. Aún así, a veces el comportamiento reflejo en un entorno que representa un peligro es un ejemplo de nuestra compleja anatomía que se apodera del cerebro. Lo llamamos la situación de "lucha o huida". Por lo tanto, nuestro cuerpo es lo suficientemente inteligente como para decidir nuestras acciones para mantenernos a salvo incluso antes de que el cerebro comprenda el caso en la vecindad de elementos peligrosos.
Los robots autónomos imitan un sistema de toma de decisiones similar. La computadora actúa como el cerebro del robot, que percibe el entorno, comprende su misión / propósito y toma el curso de acción al respecto. La autonomía proporciona al robot la capacidad de agregar inteligencia en su proceso de toma de decisiones. Es como operar una máquina en modo seguro. Un robot autónomo será lo suficientemente inteligente como para detectar los peligros a su alrededor y detener o modificar su curso de acción en el camino. La autonomía aporta la equivalencia a un sistema neurológico similar al humano en los robots.
Acción:
Los tejidos musculares funcionan como actuadores en los seres humanos. Se operan a través de señales químicas enviadas al cerebro. Estos músculos pueden formar varios tipos de formas con respecto a la función que deben realizar. Los robots también tienen diferentes tipos de actuadores, que operan usando un motor y permutaciones infinitas. El motor actúa como el corazón del actuador. Este actuador puede ser hidráulico, neumático e incluso eléctrico. Los actuadores hidráulicos utilizan fluido, los actuadores neumáticos utilizan presión de aire donde el último utiliza corriente eléctrica para convertir la energía en el movimiento deseado.
¿Son todos los robots autónomos de hoy robots reales?
La definición de robot se ha desgarrado varias veces a lo largo de los años para hacerlos más adecuados para encajar en las tendencias de marketing. El término se ha utilizado indistintamente para las máquinas preprogramadas que utilizan una computadora, y repiten el mismo proceso repetidamente que se ha introducido en su sistema de control.
En la actualidad, los brazos robóticos industriales que realizan la operación primaria de "recoger y colocar" son el ejemplo más destacado de este tipo de máquinas preprogramadas que no poseen la capacidad de percibir un entorno desconocido. Por ejemplo, si dicho robot ha aprendido a viajar de un lugar a otro sin obstáculos en el medio, para realizar un determinado trabajo, ¿podría realizar lo mismo en un entorno aleatorio de coordenadas de ubicación exactas pero lleno de obstáculos? Bueno no. Eso es porque no pueden comprender un entorno aleatorio y aprender de sus incertidumbres.
Por otro lado, la aspiradora robótica Roomba es un robot real porque puede percibir un entorno fuera de su memoria y tomar decisiones para seguir el curso de acción. En pocas palabras, si Roomba se encuentra con un juguete en el piso, será capaz de cambiar su dirección y avanzar hacia su objetivo.
¿Hay algo que un robot no pueda hacer?
Incluso si el robot alcanza el nivel de inteligencia equivalente al de un ser humano, una cosa que siempre le faltará es la empatía. Un robot nunca puede cuidar a un niño como una madre. Tampoco podrá agregar el proceso de aprendizaje y el crecimiento mental de un niño, que requieren una interacción humana real.
No importa cuánto avancemos en el perfeccionamiento de un chefbot (un robot que puede cocinar), nunca será lo suficientemente inteligente como para dominar el arte de cocinar. Porque un robot no puede oler ni saborear, y nunca desarrollará la capacidad intuitiva de mezclar y medir ingredientes que convierte a una persona en un chef.
Además, un robot no puede desarrollar la capacidad creativa para convertirse en artista. Por lo tanto, podemos reconocer con seguridad que hay ciertas cualidades en los seres humanos que no se pueden crear artificialmente en una máquina autónoma y que también mantienen a la especie humana distinta de otros organismos vivos, y mucho menos de un robot.
¿Cuál es la principal desventaja de utilizar un robot?
Requisito de energía y mantenimiento:
El tipo de energía que consume un robot para operar 24 × 7 en fábricas e industrias representa una inversión considerable. El grado de mantenimiento que requiere y el equipo que necesita para su reparación y operación constante cuestan la cantidad de dinero que puede quitarle un trabajo al trabajo humano. En caso de avería, solo se sumará a las pérdidas económicas de la empresa.
Dependencia del programa:
Dado que los robots se adhieren estrictamente a los programas que se introducen en su sistema, a menudo pierden la marca con el más mínimo de los errores y plantean un problema para su creador.
La pérdida del empleo:
Por último, si los robots asumen todos los trabajos de los seres humanos, afectará a un cuerpo humano debido a la falta de movimiento y ejercicio fundamentales. También dejará inactiva la mente humana.
¿Cuál es el futuro de los robots? ¿Los robots se apoderarán de los humanos?
Robot contra humano
El roboticista Ken Goldberg dice que debemos dejar de pensar en los robots como un problema para la humanidad y percibirlos como algo que puede colaborar con el hombre para hacer las cosas mejor. Si preguntamos si los robots alguna vez se apoderarán de los seres humanos, entonces es tranquilizador asegurar que no veremos ese tipo de rebelión de robots pronto.
Pero no entendemos ni de cerca que es bastante complicado lo que hacemos los seres humanos. Y lo que los robots han podido realizar hasta la fecha es de naturaleza bastante rudimentaria. No importa cuán cercanos parezcan los robots humanoides a los seres humanos en estética, la robótica y los sistemas autónomos están lejos de la realidad imitando los complejos reflejos musculares del cuerpo humano. Por lo tanto, la robótica y los sistemas autónomos tienen un avance tremendo en los próximos años, pero los robots que se apoderan de la humanidad son todavía una realidad lejana.
¿Cuáles son las aplicaciones de Robot?
La robótica tiene pocas aplicaciones típicas en la industria automotriz como pintura, soldadura, revestimiento de ensamblaje y soldadura. Esta industria utiliza principalmente robots para sus tareas repetitivas en logística y fabricación. Los robots también tienen aplicaciones en otros campos más allá de la industria automotriz. De ahí que se pueda hacer una clasificación amplia en el área de robótica y sistemas autónomos sobre sus aplicaciones.
Tipos de robot por aplicaciones:
Los robots que están orientados al servicio, en cambio, ayudan a los humanos en sus tareas. Anteriormente leímos acerca de Roomba como el robot de servicio a domicilio diseñado para aspirar. La defensa tiene IED (artefacto explosivo improvisado) y drones de reconocimiento. Además, el campo de la medicina ha visto el uso de la robótica y los sistemas autónomos en el entrenamiento y la rehabilitación.
Tipos de robot por medio de interacción:
Otra forma de clasificar a los robots se refiere al medio de interacción con el medio ambiente.
Los robots pueden locomotora en el medio ambiente a través de cualquiera de sus medios terrestres, aéreos o acuáticos, dependiendo del cual pueden ser robots con patas o ruedas, un robot submarino o un vehículo aéreo. Un vehículo aéreo se puede clasificar además en aviones de ala fija y de ala giratoria. También contamos con robots anfibios que operan tanto en tierra como en agua. Los científicos también están avanzando continuamente en el desarrollo de robots todo terreno. En la siguiente figura veremos diferentes aplicaciones de robótica y sistemas autónomos como robot terrestre, robot acuático y robot aéreo. Hay varias otras aplicaciones de la robótica y los sistemas autónomos en la era moderna.
Los robots con ruedas se han utilizado ampliamente en estudios de superficies extraterrestres. Mientras que tenemos robots submarinos que se utilizan como limpiadores de suelos de una piscina o un cuerpo de agua equivalente. Sin embargo, los robots aéreos tienen aplicaciones en una gama más amplia de campos, desde el sector de la defensa hasta la industria del entretenimiento.
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Tengo experiencia en Ingeniería Aeroespacial, actualmente trabajando en la aplicación de la Robótica en la Defensa y la Industria de las Ciencias Espaciales. Soy un aprendiz continuo y mi pasión por las artes creativas me mantiene inclinado hacia el diseño de conceptos novedosos de ingeniería.
Con los robots sustituyendo casi todas las acciones humanas en el futuro, me gusta llevar a mis lectores los aspectos fundamentales del tema de una manera fácil pero informativa. También me gusta mantenerme actualizado con los avances en la industria aeroespacial simultáneamente.
