LA ROBOTICA
Definición
La robótica es una ciencia o
rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces
de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de
inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el
álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la
informática.
¿Qué
es la robótica?
Desde siempre, las personas
han inventado mecanismos y desarrollado tecnologías que les permitieran
traspasar los límites de sus capacidades. Asimismo, fantaseaban con la idea de
jugar a ser Dios y crear seres a su imagen y semejanza. El enorme progreso en
ingeniería, electrónica e informática lo está haciendo posible. Aquí, allá...
en todas partes. Los robots están entre nosotros.
La robótica es la ciencia
que estudia el diseño y la implementación de robots, conjugando múltiples
disciplinas, como la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia
artificial y la ingeniería de control, entre otras.
Para definirlo en términos
generales, un robot es una máquina automática o autónoma que posee cierto grado
de inteligencia, capaz de percibir su entorno y de imitar determinados
comportamientos del ser humano. Los robots se utilizan para desempeñar labores
riesgosas o que requieren de una fuerza, velocidad o precisión que está fuera
de nuestro alcance. También existen robots cuya finalidad es social o lúdica.
Robots,
¿dónde?, ¿para qué?
Los robots se usan en
diversos ámbitos y para cumplir tareas variadas: desde los brazos robóticos
utilizados en la industria automotriz hasta el novedoso sistema quirúrgico Da
Vinci, que permite practicar cirugías de alta complejidad poco invasivas y con
una precisión sin precedentes; desde los robots espaciales diseñados para
explorar la superficie de planetas desconocidos hasta la aspiradora doméstica
Roomba, que realiza la limpieza de manera autónoma, o el Nano Air Vehicle
(NAV), también llamado nanocolibrí, un pájaro utilizado para espionaje militar.
Pero quizá los más llamativos sean los androides, que imitan la morfología, el
comportamiento y el movimiento de los seres humanos. Uno de los más conocidos
en la actualidad es ASIMO, pensado para llevar a cabo labores asistenciales y
sociales. Aunque se encuentra en una etapa experimental, ASIMO es capaz de
caminar o subir escaleras por sí solo.
La
robótica viene de antiguo
Desde siempre, las personas
han querido desarrollar seres animados con diferentes fines. Este deseo de dar
vida, conjugado con el progreso mecánico, científico, tecnológico y electrónico
a lo largo de la historia, dio lugar a la creación de los autómatas, máquinas
que imitan la figura y los movimientos de un ser animado, antecedente directo
de los robots.
Los primeros autómatas se
remontan a la Antigüedad: egipcios y griegos fueron pioneros en el desarrollo
de la mecánica y la ingeniería. Conocían y utilizaban a la perfección
principios mecánicos como la rueda, el eje, la cuña, la palanca, el engranaje,
la rosca y la polea, elementos que constituyen la base de muchos mecanismos
empleados en la actualidad. Tenían también un profundo conocimiento de
hidráulica y neumática, que usaban para dar movimiento a algunas estatuas.
En el siglo I d.C., Herón
de Alejandría escribió el primer tratado de robótica, Los autómatas, y creó los
primeros autómatas: el teodolito, un aparato que medía ángulos, distancias y
desniveles, y el odómetro, que medía distancias recorridas.
Historia
La historia de la robótica
ha estado unida a la construcción de “artefactos”, que trataban de materializar
el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del
trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer
mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin
hilodrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingénios)
acuñó el término “automática” en relación con la teoría de la automatización de
tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.
Durante la Edad Media, dos
personajes se destacaron por sus invenciones. Alberto Magno (1206-1280) creó un
autómata de hierro que le servía como mayordomo —podía caminar, abrir puertas y
comunicarse con los invitados—, y una cabeza parlante que predecía el futuro.
Al-Jazari, uno de los más grandes ingenieros de la historia, inventó un reloj
elefante, con seres humanos y animales mecánicos.
El Renacimiento fue un
período rico en pensadores e invenciones. El enorme interés por la
investigación en el campo de las ciencias que explican el mundo y al ser humano
impulsó el desarrollo de espectaculares maquinarias.
Leonardo Da Vinci
(1452-1519), quizás el más grande inventor de todos los tiempos, creó, entre
otras, la máquina de volar.
El matemático y filósofo
Blas Pascal (1623-1662), un destacado representante del racionalismo, inventó
la primera máquina de calcular. Durante la misma época, la corriente de
pensamiento de René Descartes (1596-1650) se sostuvo en el postulado de que
todo se explica a través de las matemáticas. También tomó al ser humano como
referente y antecesor primero de toda maquinaria.
Por su parte, el ingeniero e
inventor Jacques de Vaucanson (1709-1782) creó un pato artificial que movía las
alas y realizaba el proceso digestivo completo, y dos músicos autómatas: El
flautista y El tamborilero, que podían tocar un amplio repertorio musical.
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 grandes
capacidades de desplazamiento, basadas en carros o plataformas y dotadas 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 cinemático 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 multimedios son muy numerosos y están siendo
objeto de experimentos en diversos laboratorios con vistas al desarrollo
posterior de verdaderos vehículos terrenos, pilotados 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.
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