La Robótica es la rama de la tecnología que se dedica al diseño, construcción, operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots, pero esta ciencia es reciente, aunque en poco tiempo ha logrado avanzar mucho, desde sistemas que se pueden desplazar en un terreno específico hasta prototipos que buscan imitar el cuerpo humano, siendo que la robótica es una ciencia actual, pero remitente a la antigüedad pero no como ciencia. Por ello, ¿Sabemos cuáles son sus orígenes?, ¿Qué ha logrado desde que se creó o desde que se tiene registro alguno?, ¿Cómo  es la Robótica en la actualidad?

Origen de la robótica.

El origen del termino robot proviene de una palabra checa  proviene de una palabra checa (robota = trabajo, en checo). La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de años. Nos basaremos en hechos registrados a través de la historia, y comenzaremos aclarando que antiguamente 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.

Desde el principio de los tiempos, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se ha empeñado en dar vida a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas o difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt, consideran que el primer autómata en toda la historia fue Adán creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y Dios fue quien los programó y les dio sus primeras instrucciones que debieran de seguir. Dentro de la mitología griega se puede encontrar varios relatos sobre la creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creo el primer hombre y la primer mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el principio de los tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.

Los hombres creaban autómatas como un pasatiempo, eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los materiales que se utilizaban se encontraban al alcance de todo el mundo, esto es, utilizaban maderas resistentes, metales como el cobre y cualquier otro material moldeable, esto es, que no necesitara o requiriera de algún tipo de transformación para poder ser utilizado en la creación de los autómatas.

Estos primeros autómatas utilizaban, principalmente, la fuerza bruta para poder realizar sus movimientos. A las primeras maquinas herramientas que ayudaron al hombre a facilitarle su trabajo no se les daba el nombre de autómata, sino más bien se les reconocía como artefactos o simples maquinas.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos6/larobo/larobo.shtml

 El concepto robot fue usado por primera vez en 1921 en una obra teatral del autor checo Karel Ca-pek. Nosotros ampliamos estos conceptos para indicar que el título de esta obra fue “Rossum´s Universal Robots” y en ella el autor describe cómo un ejército de máquinas con forma humana fue creado por unos científicos para remplazar el hombre en tareas y trabajos como esclavos del hombre. Sin embargo estas máquinas, los robots se sublevan y luchan contra el hombre. La obra teatral es muy dramática, pero deja ver cómo la extrapolación de este concepto del trabajo realizado por máquinas pensantes puede llevar a los conflictos más curiosos. La ciencia-ficción no pudo quedar ausente de este planteo y el bien conocido autor del género, Isaac Asimov, incluyó en una de sus obras las leyes que debían regir los robots. Sus “Androides pensantes” debían obedecer las siguientes tres leyes:

1. 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 órdenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.

3.    Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.

 Las leyes de Asimov son muy importantes bajo el punto de vista literario y meta filosófica.



 El personaje del robot también fue usado en el cine desde hace muchos años, como por ejemplo el androide María en la película “Metrópolis”, de Fritz Lang de 1926.

Ahora bien, cuando el nombre de “robot” nace de apenas 1921 y se refiere a un aparato de aspecto humano que puede ejecutar ciertas tareas de forma similar a cómo las haría una persona, el concepto del mismo es conocido desde hace varios siglos. Siempre se combinaba el aspecto humano del mismo con alguna función típica del ser humano, realizada por este artefacto en forma automática. Mitos ancestrales describían estatuas caminantes y otras maravillas en forma humana o animal. Estas figuras se llamaban “autocamión” y fueron muy populares como relato misterioso.

Los robots modernos cumplen tareas y rutinas repetitivas en líneas de montaje, muchos desarrollados por el avance tecnológico de la revolución industrial. La tendencia es la automatización de muchos procesos industriales a través del desarrollo de máquinas más versátiles que no requerían el proceso de entrenamiento que necesita el ser humano y que pueden ser ubicados en ambientes hostiles para el hombre, por ejemplo en ambientes de altas temperaturas o en lugares expuestos a la radiación atómica. El uso de robots en minas bajo tierra, bajo las aguas profundas del océano o en la luna o en Marte, es sólo una ampliación de este concepto remplazando en alguna de ellas las labores del ser humano.

El primer robot verdadero, es decir que se podía mover de forma propia, analizando la información que recibía a través de lo que veía, fue creado en 1960, llamado SHAKEY por sus creadores del Instituto de Investigación Stanford, incorporando elementos de computación en sus componentes. Actualmente está en “Computer History Museum.”

Ahora bien, el termino robot fue mencionada por primera vez en 1921 que fue en una obra teatral. Este término se relaciona con las labores y tareas de cada día del ser humano. El termino robot (que es un concepto) fue utilizada para remplazar materialmente la forma humana, en una maquina robótica que hoy en día se ha perfeccionado con el paso del tiempo.

El concepto de la robótica es más o menos actual pero aun así el concepto de lo que es un robot es más antiguo que las ciencias de la robótica, aunque actualmente es definido como “Cualquier aparato controlado por ordenador capaz de ejecutar unas tareas determinadas, que puede percibir elementos del ambiente y adaptarse a ellos, actuando según el programa correspondiente.” Pero el concepto en si significa autómata que significa “Máquina que contiene un mecanismo que le permite realizar determinados movimientos” que es básicamente es lo que era en la antigüedad. Pero el concepto de Robot fue integrado por la literatura.

Los avances de la robótica

La robótica desde que se creo, lo cual fue hace miles de años, ha ido evolucionando, desde los primitivos sistemas mecánicos hasta los complicados sistemas robóticos actuales, lo cual ha sido un largo proceso de inventos, desde la antigua Grecia hasta la actualidad. Sabemos que desde el principio de los tiempos el hombre ha deseado crear vida artificial, para cumplir principalmente con las funciones que nosotros no podemos realizar y también para realizarlas en un menor tiempo, pero ¿cómo ha ido evolucionando la robótica desde que se tiene registro alguno?

A continuación se presenta un cronograma de los avances de la robótica desde sus inicios.

SigloXVIII.

A mediados del J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas de música

1801

J. Jaquard invento su telar, que era una máquina programable para la urdimbre

1805

H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos.

1946

El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que podía registrar señales eléctricas por medio magnéticos y reproducirlas para accionar un máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952.

1951

Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores de control remoto) para manejar materiales radiactivos. Patente de Estados Unidos emitidas para Goertz (1954) y Bergsland (1958).

1952

Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo. Un lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically Programmed Tooling) se desarrolló posteriormente y se publicó en 1961.

1954

El inventor británico C. W. Kenward solicitó su patente para diseño de robot. Patente británica emitida en 1957.

1954

G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada. Patente emitida en Estados Unidos para el diseño en 1961.

1959

Se introdujo el primer robot comercial por Planet Corporation. estaba controlado por interruptores de fin de carrera.

1960

Se introdujo el primer robot ‘Unimate’’, basada en la transferencia de artic. programada de Devol. Utilizan los principios de control numérico para el control de manipulador y era un robot de transmisión hidráulica.

1961

Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina de fundición de troquel.

1966

Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización.

1968

Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford Research

Institute), estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de visión y sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo.

1971

El ‘Standford Arm’’, un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University.

1973

Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue seguido por el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteriormente en el lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano.

1974

ASEA introdujo el robot Irb6 de accionamiento completamente eléctrico.

1974

Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas.

1974

Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con control por computadora.

1975

El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se utilizó en operaciones de montaje, una de la primitivas aplicaciones de la robótica al montaje.

1976

Un dispositivo de Remopte Center Compliance (RCC) para la inserción de piezas en la línea de montaje se desarrolló en los laboratorios Charles Stark Draper Labs en estados Unidos.

1978

El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer- Aided Manufacturing).

1978

Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assambly) para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors.

1979

Desarrollo del robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assambly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA comerciales se introdujeron hacia 1981.

1980

Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina el sistema era capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones fuera de un recipiente.

1981

Se desarrolló en la Universidad de Carnegie- Mellon un robot de impulsión directa. Utilizaba motores eléctricos situados en las articulaciones del manipula dor sin las transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots.

1982

IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarrollo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo constituido por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo también para programar el robot SR-1.

1983

Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un sistema de montaje

programable adaptable (APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el empleo de robots.

1984

Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora personal y luego se cargaban en el robot.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos6/larobo/larobo.shtml#proyecto

En este listado se puede agregar uno de los últimos, pero no el más reciente de los avances de la robótica, pero que actualmente es uno de los robots más avanzados del mundo por sus características y capacidades, el Robot ASIMO es un robot humanoide capaz de desplazarse de forma Bípeda, independiente y es capaz de interactuar con las personas.

Este robot humanoide fue creado en el año 2000 por la empresa Honda, mide 1,20m (1,30m en la versión del 2005) de altura. Durante el transcurso de los años este robot ha sido modificado en versiones cada vez mas avanzadas, actualmente puede realizar muchas más tareas que el prototipo original.

Todas las características y comportamientos:

http://www.youtube.com/watch?v=R8UeT9r4cmg

Evolución de ASIMO:

http://world.honda.com/ASIMO/history/

Clasificación de los robots

Actualmente nosotros le damos una clasificación a los robots existentes ya sea para distinguirlos por generaciones, que mide la complejidad del sistema, o según su arquitectura, que es para distinguirlos por su estructura, la variedad de estos es  dada por la necesidad. También es necesario tener una forma de organizar ya que hay una gran variedad de robots con distintas características.

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 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 :

Es un grupo están 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 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

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.

Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica 

La robótica en la actualidad

La robótica ha avanzado a pasos agigantados, cosas que en su momento parecían imposibles ahora son cotidianas y tan simples que se han hecho parte de nuestro quehacer diario.

En la actualidad los robots comerciales e industriales son ampliamente utilizados, y realizan tareas de forma más exacta o más barata que los humanos. También se les utiliza en trabajos demasiado sucios, peligrosos o tediosos para los humanos. Los robots son muy utilizados en plantas de manufactura, montaje y embalaje, en transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, cirugía, armamento, investigación en laboratorios y en la producción en masa de bienes industriales o de consumo.

Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, minería, búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres, en países más desarrollados como Japón  se está tratando de implementar el que cuidado de personas de edad avanzada sea hecho por robots.

Actualmente hay robots que son idénticos a los humanos (Conocidos también como Androides o Humanoides, véase las imágenes.






Estos son capaces de gestualizar, moverse, saludar y hasta hablar. Conocidos son como el caso de “Jules”, una cabeza robótica creada por un grupo de científicos británicos que puede imitar las expresiones faciales y los movimientos de la boca de los humanos con tan solo mirarlos, ya que reconoce dichos movimientos y los reproduce con precisión. 
Véase link del video:
http://www.cooperativa.cl/prontus_media/site/edic/base/port/videos.html?_ts=20081113100113

 
  Otro es el caso más famoso es el del “Einstein” de esta área de la robótica es el científico Hiroshi Ishiguro, el cual trabaja en la universidad de osaka en Japón, este doctor se hizo famoso por  realizar una copia robótica de sí mismo:

 

GEMINOID

http://www.youtube.com/watch?v=WijMCSfX0RA

Aquí la página oficial del robot: http://www.geminoid.jp/projects/kibans/resources.html

Este robot destaca por el parecido a su creador, pero este no es el único ni el más impresionante de sus modelos. Cuatro robots de su creación son los que han revolucionado todo, específicamente, robots para sustituir a una persona en una presentación. Sus humanoides son lo que lo ha hecho famoso. Se trata de robots que no están diseñados para labores de limpieza o fábricas, sino que parecerse lo más posible a una persona humana (cosa que según la opinión de quien está escribiendo esto, está más que lograda…)

GEMINOID F

Aquí la página oficial del robot: http://www.gcoe-cnr.osaka-u.ac.jp/Geminoid/GeminoidF/f_resources.html

http://www.youtube.com/watch?v=9q4qwLknKag

 

Este robot fue diseñado para ser la pareja de GEMINOID original, la inspiración del doctor para construirlo  fue una actriz, el robot originalmente iba a ser usado para actuar en telenovelas y obras japonesas pero  también ha sido usado con propósitos publicitarios como lo vemos  en este video: http://www.youtube.com/watch?v=JRpMmzNiyoU&feature=related

Detrás del rostro

El trabajo que hace a GEMINOID  tan real tiene que ver, con un elaborado trabajo tanto externo como interno del androide. Mientras por fuera, Ishiguro trabaja con silicona que imita la textura y el color de la piel humana, por dentro la máquina posee una serie de motores que permiten dar vida al proyecto y permitir que el rostro de la humanoide sea capaz de realizar hasta 65 gestos diferentes como ironía, felicidad, tristeza e incluso, molestia cuando mucha gente la está mirando

No es todo: la GEMINOID  posee un sintetizador de voz que le permite hablar, aun cuando sus palabras sean programadas. De hecho, la primera versión del robot participó en la obra teatral “Sayonara”, donde interpretó a una robot que acompañaba a una enferma terminal en sus últimos momentos de vida. Ahora, la GEMINOID ha agregado un nuevo acto a su repertorio, el cual estrenó en su presentación en Hong Kong: puede cantar y posee dos canciones en japonés en su repertorio. Esto la convierte en la humanoide más avanzada de su tipo hasta la fecha.

Al comercio

Los motores que le dan expresión humana a este robot funcionan con presión de aire, lo que regula la intensidad y tiempo de funcionamiento de sus gestos, mientras que sensores externos le permiten expresarse en el entorno y responder adecuadamente a la interacción con humanos.

En esta nueva versión de Geminoid, Ishiguro redujo la cantidad de motores faciales a 12, sin perder la calidad de las funciones, ya que la versión masculina de estos humanoides (un clon de su creador) tenía 50 de ellos, lo que elevaba el costo del robot a un millón de dólares. Geminoid, en cambio, sólo costó 100 mil.

TELENOID

Aquí la página oficial del robot: http://www.geminoid.jp/projects/kibans/Telenoid-overview.html

 http://www.youtube.com/watch?v=bvfVznGU2CE

La principal función de este robot es comunicar a las personas,  a diferencia de un celular, este robot según los científicos está diseñado para transmitir y sentir un poco más la figura humana al hablar con él, está diseñado para conectar a la gente y principalmente para ser ocupado por gente con problemas de agorafobia u desordenes  físicos que no permitan poder viajar.

ELFOID

Aquí la página oficial del robot: http://www.geminoid.jp/projects/CREST/elfoid.html

Este robot fue diseñado para reemplazar los celulares, siendo  a la vez una evolución del TELENOID sufriendo cambios en su tamaño y portabilidad, a continuación un video que nos muestra uno de estos aparatos 

http://www.youtube.com/watch?v=70tQJS97EgE

Esta es la robótica en la actualidad, solo la ciencia sabe lo que nos depara el futuro, los robots se harán irreemplazables en la sociedad, ¿alguna vez nos serán de vital  importancia? , ya que están tomando un lugar muy importante en la sociedad. ”. El ser humano ya ha pasado una gran barrera con la creación de estos casi humanos artificiales, ahora que la meta de crearlos está cumplida, se aspira al desafío final y total; darle sentimientos y uso de la razón, personalmente opino que cuando esto pase,  ahí la robótica habrá llegado a su punto culmine hasta lo que ahora se conoce, ya que de aquí a cien años más, las metas respecto a este tema, serán otras más ambiciosas y avanzadas; como los que por ahora se pueden apreciar ficticiamente en las películas, (Yo robot, Terminator, etc.).