Un robot es una máquina, especialmente una programable por una computadora, capaz de realizar una serie compleja de acciones de forma automática. [2] Los robots pueden ser guiados por un dispositivo de control externo o el control puede estar integrado dentro. Los robots pueden construirse siguiendo las líneas de la forma humana , pero la mayoría de los robots son máquinas diseñadas para realizar una tarea sin tener en cuenta su estética.
Los robots pueden ser autónoma o semi-autónoma y van desde los humanoides como Honda 's avanzada Paso en Movilidad Innovadora ( ASIMO ) y TOSY ' s TOSY ping-pong Robot Juego ( TOPIO ) para robots industriales , robots operativos médicos , pacientes asistencia de robots, perro robots de terapia, programados colectivamente enjambre robots , UAV zánganos como general Atomics MQ-1 Predator , e incluso microscópicas robots nano . Al imitar una apariencia realista o automatizar movimientos, un robot puede transmitir una sensación de inteligencia o pensamiento propio. Se espera que las cosas autónomas proliferen en la próxima década, [3] con la robótica doméstica y el automóvil autónomo como algunos de los principales impulsores. [4]
La rama de la tecnología que se ocupa del diseño, construcción, operación y aplicación de robots, [5] así como de los sistemas informáticos para su control, retroalimentación sensorial y procesamiento de información es la robótica . Estas tecnologías se ocupan de máquinas automatizadas que pueden reemplazar a los humanos en entornos peligrosos o procesos de fabricación , o parecerse a los humanos en apariencia, comportamiento o cognición. Muchos de los robots de hoy en día están inspirados en la naturaleza y contribuyen al campo de la robótica bioinspirada . Estos robots también han creado una nueva rama de la robótica: la robótica blanda .
Desde la época de la civilización antigua , ha habido muchos relatos de dispositivos automatizados configurables por el usuario e incluso autómatas que se asemejan a los humanos y otros animales, diseñados principalmente como entretenimiento. A medida que las técnicas mecánicas se desarrollaron a lo largo de la era industrial , aparecieron aplicaciones más prácticas, como máquinas automatizadas, control remoto y control remoto inalámbrico .
El término proviene de una raíz eslava, robot- , con significados asociados con el trabajo. La palabra 'robot' se usó por primera vez para denotar un humanoide ficticio en una obra de teatro en checo de 1920 RUR (Rossumovi Univerzální Roboti - Rossum's Universal Robots) de Karel Čapek , aunque fue el hermano de Karel, Josef Čapek, quien fue el verdadero inventor de la palabra. [6] [7] [8] La electrónica se convirtió en la fuerza impulsora del desarrollo con la llegada de los primeros robots autónomos electrónicos creados por William Gray Walter en Bristol, Inglaterra en 1948, así como las máquinas herramienta de control numérico por computadora (CNC) en finales de la década de 1940 por John T. Parsons y Frank L. Stulen . El primer robot comercial, digital y programable fue construido por George Devol en 1954 y recibió el nombre de Unimate . Se vendió a General Motors en 1961, donde se utilizó para levantar piezas de metal caliente de máquinas de fundición a presión en la planta de guía de Inland Fisher en la sección West Trenton de Ewing Township, Nueva Jersey . [9]
Los robots han reemplazado a los humanos [10] en la realización de tareas repetitivas y peligrosas que los humanos prefieren no hacer, o no pueden hacer debido a limitaciones de tamaño, o que tienen lugar en entornos extremos como el espacio exterior o el fondo del mar. Existe preocupación por el uso cada vez mayor de robots y su papel en la sociedad. Se culpa a los robots por el aumento del desempleo tecnológico, ya que reemplazan a los trabajadores en un número creciente de funciones. [11] El uso de robots en combate militar plantea preocupaciones éticas. Las posibilidades de la autonomía del robot y las posibles repercusiones se han abordado en la ficción y pueden ser una preocupación realista en el futuro.
Resumen
La palabra robot puede referirse tanto a robots físicos como a agentes de software virtuales , pero estos últimos suelen denominarse bots . [12] No hay consenso sobre qué máquinas califican como robots, pero existe un acuerdo general entre los expertos y el público en que los robots tienden a poseer algunas o todas las siguientes habilidades y funciones: aceptar programación electrónica, procesar datos o percepciones físicas electrónicamente , operan de manera autónoma hasta cierto punto, se mueven, operan partes físicas de sí mismos o procesos físicos, sienten y manipulan su entorno y exhiben un comportamiento inteligente, especialmente un comportamiento que imita a los humanos u otros animales. [13] [14] Estrechamente relacionado con el concepto de robot está el campo de la Biología Sintética , que estudia entidades cuya naturaleza es más comparable a los seres que a las máquinas.
Historia
La idea de los autómatas se origina en las mitologías de muchas culturas de todo el mundo. Ingenieros e inventores de civilizaciones antiguas, incluida la China Antigua , [15] la Antigua Grecia y el Egipto ptolemaico , [16] intentaron construir máquinas autónomas, algunas parecidas a animales y humanos. Las primeras descripciones de los autómatas incluyen las palomas artificiales de Archytas , [17] las aves artificiales de Mozi y Lu Ban , [18] un autómata "parlante" de Hero of Alexandria , un autómata de lavabo de Filón de Bizancio , y un autómata humano descrito en la mentira Zi . [15]
Comienzos tempranos
Muchas mitologías antiguas y la mayoría de las religiones modernas incluyen personas artificiales, como los sirvientes mecánicos construidos por el dios griego Hefesto [19] ( Vulcano para los romanos), los golems de arcilla de la leyenda judía y los gigantes de arcilla de la leyenda nórdica, y Galatea , el estatua mítica de Pigmalión que cobró vida. Desde alrededor del 400 a. C., los mitos de Creta incluyen a Talos , un hombre de bronce que protegió la isla de los piratas.
En la antigua Grecia, el ingeniero griego Ctesibius (c. 270 aC) "aplicó sus conocimientos de neumática e hidráulica para producir el primer órgano y relojes de agua con figuras en movimiento". [20] [21] En el siglo IV a. C., el matemático griego Arquitas de Tarento postuló un pájaro mecánico operado por vapor al que llamó "La Paloma". Héroe de Alejandría (10-70 d. C.) , un matemático e inventor griego, creó numerosos dispositivos automatizados configurables por el usuario y describió máquinas impulsadas por presión de aire, vapor y agua. [22]
El Lokapannatti del siglo XI cuenta cómo las reliquias de Buda fueron protegidas por robots mecánicos (bhuta vahana yanta), del reino de Roma visaya (Roma); hasta que fueron desarmados por el rey Ashoka . [23]
En la antigua China, el texto del siglo III de la mentira Zi describe un relato de autómatas humanoides, que involucra un encuentro mucho más temprano entre el emperador chino, el rey Mu de Zhou y un ingeniero mecánico conocido como Yan Shi, un 'artífice'. Yan Shi presentó con orgullo al rey una figura de tamaño natural con forma humana de su 'obra manual' mecánica hecha de cuero, madera y órganos artificiales. [15] También hay relatos de autómatas voladores en Han Fei Zi y otros textos, que atribuyen al filósofo mohista Mozi del siglo V aC y su contemporáneo Lu Ban con la invención de pájaros de madera artificiales ( ma yuan ) que podían volar con éxito. [18]
En 1066, el inventor chino Su Song construyó un reloj de agua en forma de torre que presentaba figuras mecánicas que marcaban las horas. [24] [25] [26] Su mecanismo tenía una caja de ritmos programable con clavijas ( levas ) que chocaban con pequeñas palancas que operaban instrumentos de percusión. Se puede hacer que el baterista toque diferentes ritmos y diferentes patrones de batería moviendo las clavijas a diferentes lugares. [26]
Samarangana Sutradhara , untratado en sánscrito de Bhoja (siglo XI), incluye un capítulo sobre la construcción de dispositivos mecánicos ( autómatas ), que incluyen abejas y pájaros mecánicos, fuentes con forma de humanos y animales, y muñecos masculinos y femeninos que rellenaban lámparas de aceite, bailaban. , tocaba instrumentos y recreaba escenas de la mitología hindú. [27] [28] [29]
El científico musulmán del siglo XIII, Ismail al-Jazari, creó varios dispositivos automatizados. Construyó pavos reales en movimiento automatizados impulsados por energía hidroeléctrica. [30] También inventó las primeras puertas automáticas conocidas, que eran accionadas por energía hidroeléctrica, [31] creó puertas automáticas como parte de uno de sus elaborados relojes de agua . [32] Uno de los autómatas humanoides de al-Jazari era una camarera que podía servir agua, té o bebidas. La bebida se almacenó en un tanque con un depósito desde donde la bebida gotea en un balde y, después de siete minutos, en una taza, luego de lo cual la camarera aparece por una puerta automática sirviendo la bebida. [33] Al-Jazari inventó un autómata de lavado de manos que incorpora un mecanismo de descarga que ahora se utiliza en los inodoros modernos . Cuenta con una autómata humanoide femenina de pie junto a una palangana llena de agua. Cuando el usuario tira de la palanca, el agua se drena y la autómata femenina vuelve a llenar la cubeta. [34]
Mark E. Rosheim resume los avances en robótica realizados por ingenieros musulmanes, especialmente al-Jazari, de la siguiente manera:
A diferencia de los diseños griegos, estos ejemplos árabes revelan un interés, no solo en la ilusión dramática, sino en manipular el entorno para la comodidad humana. Así, la mayor contribución que hicieron los árabes, además de preservar, difundir y construir sobre la obra de los griegos, fue el concepto de aplicación práctica. Este era el elemento clave que faltaba en la ciencia robótica griega. [35]
En la Italia del Renacimiento , Leonardo da Vinci (1452-1519) bosquejó los planos de un robot humanoide alrededor de 1495. Los cuadernos de Da Vinci, redescubiertos en la década de 1950, contenían dibujos detallados de un caballero mecánico ahora conocido como el robot de Leonardo , capaz de sentarse, agitar su brazos y mueva la cabeza y la mandíbula. [37] El diseño probablemente se basó en la investigación anatómica registrada en su Hombre de Vitruvio . No se sabe si intentó construirlo. Según Encyclopædia Britannica , Leonardo da Vinci puede haber sido influenciado por los autómatas clásicos de al-Jazari. [30]
En Japón, se construyeron complejos autómatas animales y humanos entre los siglos XVII y XIX, muchos de los cuales se describen en el Karakuri zui del siglo XVIII ( Maquinaria ilustrada , 1796). Uno de esos autómatas fue el karakuri ningyō , un títere mecanizado . [38] Existían diferentes variaciones del karakuri: el Butai karakuri , que se usaba en el teatro, el Zashiki karakuri , que era pequeño y se usaba en los hogares, y el Dashi karakuri que se usaba en festivales religiosos, donde los títeres se usaban para actuar. recreaciones de mitos y leyendas tradicionales .
En Francia, entre 1738 y 1739, Jacques de Vaucanson exhibió varios autómatas de tamaño natural: un flautista, un flautista y un pato. El pato mecánico podía batir sus alas, estirar el cuello y tragar comida de la mano del expositor, y daba la ilusión de digerir su comida excretando la materia almacenada en un compartimento oculto. [39]
Sistemas de control remoto
Los vehículos operados a distancia se demostraron a fines del siglo XIX en forma de varios tipos de torpedos controlados a distancia . A principios de la década de 1870 se vieron torpedos controlados a distancia por John Ericsson ( neumático ), John Louis Lay (guiado por cable eléctrico) y Victor von Scheliha (guiado por cable eléctrico). [40]
El torpedo Brennan , inventado por Louis Brennan en 1877, estaba propulsado por dos hélices contrarrotantes que giraban tirando rápidamente de los cables de los tambores enrollados dentro del torpedo . La velocidad diferencial en los cables conectados a la estación costera permitió que el torpedo fuera guiado hacia su objetivo, convirtiéndolo en "el primer misil guiado práctico del mundo". [41] En 1897, el inventor británico Ernest Wilson obtuvo una patente para un torpedo controlado remotamente por ondas "hertzianas" (de radio) [42] [43] y en 1898 Nikola Tesla demostró públicamente un torpedo controlado de forma inalámbrica que esperaba vender. a la Marina de los Estados Unidos . [44] [45]
Archibald Low , conocido como el "padre de los sistemas de guía por radio" por su trabajo pionero en cohetes y aviones guiados durante la Primera Guerra Mundial . En 1917, demostró un avión teledirigido al Royal Flying Corps y en el mismo año construyó el primer cohete guiado por cable.
Origen del término 'robot'
'Robot' se aplicó por primera vez como un término para los autómatas artificiales en la obra de teatro RUR de 1920 del escritor checo Karel Čapek . Sin embargo, Josef Čapek fue nombrado por su hermano Karel como el verdadero inventor del término robot. [7] [8] La palabra 'robot' en sí misma no era nueva, habiendo sido en el idioma eslavo como robota (trabajo forzado), un término aplicado a los campesinos obligados al servicio obligatorio bajo el sistema feudal (ver: Patente de robots ). [46] [47] La historia de ficción de Čapek postuló la creación tecnológica de cuerpos humanos artificiales sin alma, y el viejo tema de la clase robota feudal encajaba elocuentemente en la imaginación de una nueva clase de trabajadores artificiales manufacturados.
La pronunciación en inglés de la palabra ha evolucionado relativamente rápido desde su introducción. En los Estados Unidos, a finales de los años 30 y principios de los 40, la segunda sílaba se pronunciaba con una "O" larga, como "bote de remos". [48] [Se necesita una mejor fuente ] A finales de los años 50 y principios de los 60, algunos lo pronunciaban con una "U" corta como "fila-pero" mientras que otros usaban una "O" más suave como "comprado por fila". [49] En los años 70, su pronunciación actual "row-bot" se había vuelto predominante.
Robots tempranos
En 1928, uno de los primeros robots humanoides, Eric , se exhibió en la exposición anual de la Model Engineers Society en Londres, donde pronunció un discurso. Inventado por WH Richards, el armazón del robot consistía en un cuerpo de armadura de aluminio con once electroimanes y un motor alimentado por una fuente de energía de doce voltios. El robot podía mover las manos y la cabeza y podía controlarse mediante control remoto o control por voz. [50] Tanto Eric como su "hermano" George recorrieron el mundo. [51]
Westinghouse Electric Corporation construyó Televox en 1926; era un recorte de cartón conectado a varios dispositivos que los usuarios podían encender y apagar. En 1939, el robot humanoide conocido como Elektro debutó en la Feria Mundial de Nueva York de 1939 . [52] [53] Siete pies de altura (2,1 m) y un peso de 265 libras (120,2 kg), podía caminar mediante un comando de voz, hablar unas 700 palabras (con un tocadiscos de 78 rpm ), fumar cigarrillos, inflar globos, y mueve la cabeza y los brazos. El cuerpo constaba de un engranaje de acero, una leva y un esqueleto de motor cubiertos por una piel de aluminio. En 1928, el primer robot de Japón , Gakutensoku , fue diseñado y construido por el biólogo Makoto Nishimura.
Robots autónomos modernos
Los primeros robots electrónicos autónomos con comportamiento complejo fueron creados por William Gray Walter del Burden Neurological Institute en Bristol , Inglaterra en 1948 y 1949. Quería demostrar que las conexiones ricas entre un pequeño número de células cerebrales podrían dar lugar a comportamientos muy complejos . esencialmente, el secreto de cómo funcionaba el cerebro residía en cómo estaba conectado. Sus primeros robots, llamados Elmer y Elsie , se construyeron entre 1948 y 1949 y a menudo se describían como tortugas debido a su forma y velocidad de movimiento lenta. Los robots tortuga de tres ruedas eran capaces de realizar fototaxis , por lo que podían llegar a una estación de recarga cuando se quedaban sin batería.
Walter enfatizó la importancia de usar electrónica puramente analógica para simular procesos cerebrales en un momento en que sus contemporáneos, como Alan Turing y John von Neumann, se inclinaban hacia una visión de los procesos mentales en términos de computación digital . Su trabajo inspiró a generaciones posteriores de investigadores en robótica como Rodney Brooks , Hans Moravec y Mark Tilden . Las encarnaciones modernas de las tortugas de Walter se pueden encontrar en forma de robótica BEAM . [54]
El primer robot programable y operado digitalmente fue inventado por George Devol en 1954 y finalmente se llamó Unimate . Esto finalmente sentó las bases de la industria robótica moderna. [55] Devol vendió el primer Unimate a General Motors en 1960, y se instaló en 1961 en una planta en Trenton, Nueva Jersey para levantar piezas calientes de metal de una máquina de fundición a presión y apilarlas. [56] La patente de Devol para el primer brazo robótico programable operado digitalmente representa la base de la industria robótica moderna. [57]
El primer robot paletizador fue introducido en 1963 por la empresa Fuji Yusoki Kogyo. [58] En 1973, un robot con seis ejes accionados electromecánicamente fue patentado [59] [60] [61] por KUKA Robotics en Alemania, y el brazo de manipulación universal programable fue inventado por Victor Scheinman en 1976, y el diseño fue vendido a Unimación .
Los robots comerciales e industriales se utilizan ahora ampliamente para realizar trabajos de forma más económica o con mayor precisión y fiabilidad que los humanos. También se emplean para trabajos que son demasiado sucios, peligrosos o aburridos para ser adecuados para los humanos. Los robots se utilizan ampliamente en la fabricación, ensamblaje y embalaje, transporte, exploración terrestre y espacial, cirugía, armamento, investigación de laboratorio y producción en masa de bienes de consumo e industriales. [62]
Evolución y tendencias futuras
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Atlas, la próxima generación |
Han surgido varias técnicas para desarrollar la ciencia de la robótica y los robots. Un método es la robótica evolutiva , en la que se someten a pruebas varios robots diferentes. Los que funcionan mejor se utilizan como modelo para crear una "generación" posterior de robots. Otro método es la robótica de desarrollo , que rastrea los cambios y el desarrollo dentro de un solo robot en las áreas de resolución de problemas y otras funciones. Recientemente se introdujo otro nuevo tipo de robot que actúa como un teléfono inteligente y un robot y se llama RoboHon. [63]
A medida que los robots se vuelven más avanzados, eventualmente puede haber un sistema operativo de computadora estándar diseñado principalmente para robots. Robot Operating System es un conjunto de programas de código abierto que se están desarrollando en la Universidad de Stanford , el Instituto de Tecnología de Massachusetts y la Universidad Técnica de Munich , Alemania, entre otros. ROS proporciona formas de programar la navegación y las extremidades de un robot independientemente del hardware específico involucrado. También proporciona comandos de alto nivel para elementos como el reconocimiento de imágenes e incluso la apertura de puertas. Cuando ROS se inicia en la computadora de un robot, obtendría datos sobre atributos como la longitud y el movimiento de las extremidades de los robots. Transmitiría estos datos a algoritmos de nivel superior. Microsoft también está desarrollando un sistema "Windows para robots" con su Robotics Developer Studio, que ha estado disponible desde 2007. [64]
Japón espera tener la comercialización a gran escala de robots de servicio para 2025. Gran parte de la investigación tecnológica en Japón está dirigida por agencias gubernamentales japonesas, particularmente el Ministerio de Comercio. [sesenta y cinco]
Muchas aplicaciones futuras de la robótica parecen obvias para las personas, aunque están mucho más allá de las capacidades de los robots disponibles en el momento de la predicción. [66] [67] Ya en 1982, la gente confiaba en que algún día los robots: [68] 1. Limpiarían las piezas quitando el destello de moldura 2. Pulverizaron la pintura de automóviles sin absolutamente ninguna presencia humana 3. Empacarían las cosas en cajas, por ejemplo, orientarán y colocar caramelos de chocolate en cajas de dulces 4. Hacer arneses de cables eléctricos 5. Cargar camiones con cajas — un problema de empaque 6. Manejar artículos blandos, como ropa y zapatos 7. Esquilar ovejas 8. Prótesis 9. Cocinar comida rápida y trabajar en otros industrias de servicios 10. Robot doméstico.
Generalmente, estas predicciones son demasiado optimistas en el tiempo.
Nuevas funcionalidades y prototipos
En 2008, Caterpillar Inc. desarrolló un camión volquete que puede conducirse solo sin ningún operador humano. [69] Muchos analistas creen que los camiones autónomos pueden eventualmente revolucionar la logística. [70] Para 2014, Caterpillar tenía un camión volquete autónomo que se espera que cambie en gran medida el proceso de minería. En 2015, estos camiones Caterpillar fueron utilizados activamente en operaciones mineras en Australia por la empresa minera Rio Tinto Coal Australia . [71] [72] [73] [74] Algunos analistas creen que en las próximas décadas, la mayoría de los camiones serán autónomos. [75]
Un "robot lector" o alfabetizado llamado Marge tiene inteligencia que proviene del software. Puede leer periódicos, encontrar y corregir palabras mal escritas, aprender sobre bancos como Barclays y comprender que algunos restaurantes son mejores lugares para comer que otros. [76]
Baxter es un nuevo robot introducido en 2012 que aprende mediante orientación. Un trabajador podría enseñarle a Baxter cómo realizar una tarea moviendo sus manos en el movimiento deseado y haciendo que Baxter las memorice. Los diales, botones y controles adicionales están disponibles en el brazo de Baxter para mayor precisión y funciones. Cualquier trabajador regular podría programar Baxter y solo toma unos minutos, a diferencia de los robots industriales habituales que requieren programas extensos y codificación para ser utilizados. Esto significa que Baxter no necesita programación para funcionar. No se necesitan ingenieros de software. Esto también significa que se puede enseñar a Baxter a realizar múltiples tareas más complicadas. Sawyer se agregó en 2015 para tareas más pequeñas y precisas. [77]
Etimología
La palabra robot fue presentada al público por el escritor checo de entreguerras Karel Čapek en su obra RUR (Rossum's Universal Robots) , publicada en 1920. [78] La obra comienza en una fábrica que utiliza un sustituto químico del protoplasma para fabricar vida, simplificada gente llamada robots. La obra no se centra en detalle en la tecnología detrás de la creación de estas criaturas vivientes, pero en su apariencia prefiguran las ideas modernas de los androides , criaturas que pueden confundirse con los humanos. Estos trabajadores producidos en masa se describen como eficientes pero sin emociones, incapaces de un pensamiento original e indiferentes a la autopreservación. La cuestión es si los robots están siendo explotados y las consecuencias de la dependencia humana de la mano de obra mercantilizada (especialmente después de que varios robots especialmente formulados adquieran conciencia de sí mismos e inciten a los robots de todo el mundo a levantarse contra los humanos).
El propio Karel Čapek no acuñó la palabra. Escribió una breve carta en referencia a una etimología en el Oxford English Dictionary en la que nombró a su hermano, el pintor y escritor Josef Čapek , como su verdadero creador. [78]
En un artículo de la revista checa Lidové noviny en 1933, explicó que originalmente había querido llamar a las criaturas laboři ("trabajadores", del latín labor ). Sin embargo, no le gustó la palabra y buscó el consejo de su hermano Josef, quien sugirió "roboti". La palabra robota significa literalmente " corvée ", "trabajo de siervo", y figurativamente "trabajo pesado" o "trabajo duro" en checo y también (más general) "trabajo", "trabajo" en muchos idiomas eslavos (por ejemplo: búlgaro , ruso, Serbio , eslovaco , polaco , macedonio , ucraniano , checo arcaico , así como robot en húngaro ). Tradicionalmente, el robota ( robot húngaro ) era el período de trabajo que un siervo ( corvée ) tenía que dar a su señor, normalmente 6 meses al año. El origen de la palabra es el antiguo eslavo ( antiguo búlgaro ) rabota "servidumbre" ( "trabajo" en contemporánea de Bulgaria y Rusia), que a su vez proviene del proto-indoeuropeo de la raíz * orbh- . Robot está relacionado con la raíz alemana Arbeit (trabajo). [79] [80]
La palabra robótica , utilizada para describir este campo de estudio, [5] fue acuñada por el escritor de ciencia ficción Isaac Asimov . Asimov creó las " Tres leyes de la robótica ", que son un tema recurrente en sus libros. Desde entonces, muchos otros los han utilizado para definir las leyes que se utilizan en la ficción. (Las tres leyes son pura ficción, y ninguna tecnología creada hasta ahora tiene la capacidad de comprenderlas o seguirlas, y de hecho, la mayoría de los robots tienen fines militares, que son bastante contrarios a la primera ley y, a menudo, a la tercera ley ". La gente piensa en Asimov's leyes, pero se establecieron para señalar cómo un sistema ético simple no funciona. Si lees los cuentos, todos tratan sobre un fracaso y son totalmente imprácticos ", dijo la Dra. Joanna Bryson de la Universidad de Bath. [81] )
Robots modernos
Robot móvil
Los robots móviles [82] tienen la capacidad de moverse en su entorno y no están fijos en una ubicación física. Un ejemplo de un robot móvil de uso común en la actualidad es el vehículo guiado automatizado o el vehículo guiado automático (AGV). Un AGV es un robot móvil que sigue marcadores o cables en el suelo, o utiliza visión o láseres. [83] Los AGV se analizan más adelante en este artículo.
Los robots móviles también se encuentran en entornos industriales, militares y de seguridad. [84] También aparecen como productos de consumo, para entretenimiento o para realizar determinadas tareas como aspirar. Los robots móviles son el foco de una gran cantidad de investigaciones actuales y casi todas las universidades importantes tienen uno o más laboratorios que se centran en la investigación de robots móviles. [85]
Los robots móviles se utilizan generalmente en entornos estrictamente controlados, como en líneas de montaje, porque tienen dificultades para responder a interferencias inesperadas. Debido a esto, la mayoría de los humanos rara vez se encuentran con robots. Sin embargo, los robots domésticos para la limpieza y el mantenimiento son cada vez más comunes en los hogares de los países desarrollados y en sus alrededores. Los robots también se pueden encontrar en aplicaciones militares . [86]
Robots industriales (manipulación)
Los robots industriales suelen constar de un brazo articulado (manipulador multienlace) y un efector final que se fija a una superficie fija. Uno de los tipos más comunes de efector final es un conjunto de pinza .
La Organización Internacional de Normalización da una definición de robot industrial manipulador en ISO 8373 :
"un manipulador multipropósito, reprogramable, controlado automáticamente, programable en tres o más ejes, que puede ser fijo o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial". [87]
Esta definición es utilizada por la Federación Internacional de Robótica , la Red Europea de Investigación en Robótica (EURON) y muchos comités de estándares nacionales. [88]
Robot de servicio
Los robots industriales más comúnmente son brazos robóticos fijos y manipuladores que se utilizan principalmente para la producción y distribución de bienes. El término "robot de servicio" está menos definido. La Federación Internacional de Robótica ha propuesto una definición tentativa: "Un robot de servicio es un robot que opera de forma semi o totalmente autónoma para realizar servicios útiles para el bienestar de los seres humanos y el equipo, excluidas las operaciones de fabricación". [89]
Robots educativos (interactivos)
Los robots se utilizan como asistentes educativos para los profesores. Desde la década de 1980, los robots como las tortugas se utilizaron en las escuelas y se programaron utilizando el lenguaje Logo . [90] [91]
Hay kits de robots como Lego Mindstorms , BIOLOID , OLLO de ROBOTIS o BotBrain Educational Robots que pueden ayudar a los niños a aprender matemáticas, física, programación y electrónica. La robótica también se ha introducido en la vida de los estudiantes de primaria y secundaria en forma de competencias de robots con la empresa FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology). La organización es la base de las competencias FIRST Robotics Competition , FIRST LEGO League , Junior FIRST LEGO League y FIRST Tech Challenge .
También ha habido robots como la computadora de enseñanza, Leachim (1974). [92] Leachim fue un ejemplo temprano de síntesis de voz utilizando el método de síntesis Diphone . 2-XL (1976) era un juego / juguete didáctico con forma de robot basado en la ramificación entre pistas audibles en un reproductor de cintas de 8 pistas , ambos inventados por Michael J. Freeman . [93] Más tarde, el 8-track se actualizó a casetes de cinta y luego a digital.
Robot modular
Los robots modulares son una nueva generación de robots que están diseñados para aumentar el uso de robots mediante la modularización de su arquitectura. [94] La funcionalidad y eficacia de un robot modular es más fácil de aumentar en comparación con los robots convencionales. Estos robots están compuestos por un solo tipo de módulos idénticos, varios tipos de módulos idénticos diferentes, o módulos de formas similares, que varían en tamaño. Su estructura arquitectónica permite la hiper-redundancia para robots modulares, ya que pueden diseñarse con más de 8 grados de libertad (DOF). La creación de la programación, la cinemática inversa y la dinámica para robots modulares es más compleja que con los robots tradicionales. Los robots modulares pueden estar compuestos por módulos en forma de L, módulos cúbicos y módulos en forma de U y H. La tecnología ANAT, una tecnología robótica modular temprana patentada por Robotics Design Inc., permite la creación de robots modulares a partir de módulos en forma de U y H que se conectan en una cadena y se utilizan para formar sistemas de robots modulares heterogéneos y homogéneos. Estos "robots ANAT" se pueden diseñar con "n" DOF ya que cada módulo es un sistema robótico motorizado completo que se pliega relativamente a los módulos conectados antes y después de él en su cadena, por lo que un solo módulo permite un grado de libertad. Cuantos más módulos estén conectados entre sí, más grados de libertad tendrá. Los módulos en forma de L también se pueden diseñar en una cadena y deben volverse cada vez más pequeños a medida que aumenta el tamaño de la cadena, ya que las cargas útiles unidas al final de la cadena ejercen una mayor presión sobre los módulos que están más lejos de la base. Los módulos ANAT en forma de H no sufren este problema, ya que su diseño permite que un robot modular distribuya la presión y los impactos de manera uniforme entre otros módulos adjuntos y, por lo tanto, la capacidad de carga útil no disminuye a medida que aumenta la longitud del brazo. Los robots modulares se pueden reconfigurar manualmente o por sí mismos para formar un robot diferente, que puede realizar diferentes aplicaciones. Debido a que los robots modulares del mismo tipo de arquitectura se componen de módulos que componen diferentes robots modulares, un robot de brazo de serpiente puede combinarse con otro para formar un robot de brazo doble o cuádruple, o puede dividirse en varios robots móviles, y los robots móviles pueden dividirse en varios más pequeños, o combinar con otros en uno más grande o diferente. Esto permite que un solo robot modular tenga la capacidad de estar completamente especializado en una sola tarea, así como la capacidad de estar especializado para realizar múltiples tareas diferentes.
La tecnología robótica modular se está aplicando actualmente en el transporte híbrido, [95] automatización industrial, [96] limpieza de conductos [97] y manipulación. Numerosos centros de investigación y universidades también han estudiado esta tecnología y han desarrollado prototipos.
Robots colaborativos
Un robot colaborativo o cobot es un robot que puede interactuar de manera segura y efectiva con trabajadores humanos mientras realiza tareas industriales simples. Sin embargo, los efectores finales y otras condiciones ambientales pueden crear peligros y, como tales, deben realizarse evaluaciones de riesgo antes de utilizar cualquier aplicación industrial de control de movimiento. [98]
Los robots colaborativos más utilizados en la actualidad en las industrias son fabricados por Universal Robots en Dinamarca. [99]
Rethink Robotics, fundada por Rodney Brooks , anteriormente con iRobot, presentó Baxter en septiembre de 2012; como un robot industrial diseñado para interactuar de forma segura con los trabajadores humanos vecinos y ser programable para realizar tareas sencillas. [100] Los Baxters se detienen si detectan a un humano en el camino de sus brazos robóticos y tienen interruptores de apagado prominentes. Destinados a la venta a pequeñas empresas, se promocionan como el análogo robótico de la computadora personal. [101] A mayo de 2014[actualizar]190 empresas de EE. UU. Han comprado Baxters y se están utilizando comercialmente en el Reino Unido. [11]
Robots en la sociedad
Aproximadamente la mitad de todos los robots del mundo se encuentran en Asia, el 32% en Europa y el 16% en América del Norte, el 1% en Australasia y el 1% en África. [104] El 40% de todos los robots del mundo se encuentran en Japón, [105] lo que convierte a Japón en el país con el mayor número de robots.
Autonomía y cuestiones éticas
A medida que los robots se han vuelto más avanzados y sofisticados, los expertos y académicos han explorado cada vez más las cuestiones de qué ética podría regir el comportamiento de los robots, [107] y si los robots podrían reclamar algún tipo de derechos sociales, culturales, éticos o legales. [108] Un equipo científico ha dicho que es posible que exista un cerebro de robot para el 2019. [109] Otros predicen avances en la inteligencia de los robots para el 2050. [110] Los avances recientes han hecho que el comportamiento robótico sea más sofisticado. [111] El impacto social de los robots inteligentes es el tema de un documental de 2010 llamado Plug & Pray . [112]
Vernor Vinge ha sugerido que puede llegar un momento en que las computadoras y los robots sean más inteligentes que los humanos. Él llama a esto " la singularidad ". [113] Sugiere que puede ser algo o posiblemente muy peligroso para los humanos. [114] Esto es discutido por una filosofía llamada Singularitarismo .
En 2009, los expertos asistieron a una conferencia organizada por la Asociación para el Avance de la Inteligencia Artificial (AAAI) para discutir si las computadoras y los robots podrían adquirir alguna autonomía y en qué medida estas habilidades podrían representar una amenaza o peligro. Señalaron que algunos robots han adquirido varias formas de semiautonomía, incluida la posibilidad de encontrar fuentes de energía por sí mismos y la posibilidad de elegir objetivos de forma independiente para atacar con armas. También señalaron que algunos virus informáticos pueden evadir la eliminación y han logrado "inteligencia de cucaracha". Señalaron que la autoconciencia como se describe en la ciencia ficción es probablemente poco probable, pero que existen otros peligros y trampas potenciales. [113] Varias fuentes de medios y grupos científicos han notado tendencias separadas en diferentes áreas que juntas podrían resultar en mayores funcionalidades robóticas y autonomía, y que plantean algunas preocupaciones inherentes. [115] [116] [117] En 2015, se demostró que los robots Nao alderen tenían la capacidad de cierto grado de autoconciencia. Investigadores del Laboratorio de Razonamiento e Inteligencia Artificial del Instituto Politécnico Rensselaer en Nueva York llevaron a cabo un experimento en el que un robot se dio cuenta de sí mismo y corrigió su respuesta a una pregunta una vez que se dio cuenta de esto. [118]
Robots militares
Algunos expertos y académicos han cuestionado el uso de robots para el combate militar, especialmente cuando dichos robots tienen cierto grado de funciones autónomas. [119] También hay preocupaciones sobre la tecnología que podría permitir que algunos robots armados sean controlados principalmente por otros robots. [120] La Marina de los Estados Unidos ha financiado un informe que indica que, a medida que los robots militares se vuelven más complejos, debería prestarse mayor atención a las implicaciones de su capacidad para tomar decisiones autónomas. [121] [122] Un investigador afirma que los robots autónomos podrían ser más humanos, ya que podrían tomar decisiones con mayor eficacia. Sin embargo, otros expertos cuestionan esto. [123]
Un robot en particular, el EATR , ha generado preocupación pública [124] sobre su fuente de combustible, ya que puede repostar continuamente utilizando sustancias orgánicas. [125] Aunque el motor del EATR está diseñado para funcionar con biomasa y vegetación [126] seleccionados específicamente por sus sensores, que puede encontrar en campos de batalla u otros entornos locales, el proyecto ha establecido que también se puede utilizar grasa de pollo. [127]
Manuel De Landa ha señalado que los "misiles inteligentes" y las bombas autónomas equipadas con percepción artificial pueden considerarse robots, ya que toman algunas de sus decisiones de forma autónoma. Él cree que esto representa una tendencia importante y peligrosa en la que los humanos están entregando decisiones importantes a las máquinas. [128]
Relación con el desempleo
Durante siglos, la gente ha predicho que las máquinas volverían obsoletos a los trabajadores y aumentarían el desempleo , aunque se suele pensar que las causas del desempleo se deben a la política social. [129]
Un ejemplo reciente de reemplazo humano involucra a la empresa de tecnología taiwanesa Foxconn , quien, en julio de 2011, anunció un plan de tres años para reemplazar a los trabajadores con más robots. En la actualidad, la empresa utiliza diez mil robots, pero los aumentará a un millón en un período de tres años. [130]
Los abogados han especulado que una mayor prevalencia de robots en el lugar de trabajo podría llevar a la necesidad de mejorar las leyes de despido. [131]
Kevin J. Delaney dijo que "los robots están tomando trabajos humanos. Pero Bill Gates cree que los gobiernos deberían gravar el uso que hacen las empresas de ellos, como una forma de ralentizar al menos temporalmente la propagación de la automatización y financiar otros tipos de empleo". [132] El impuesto a los robots también ayudaría a pagar un salario digno garantizado a los trabajadores desplazados.
El Banco Mundial 's sobre el desarrollo mundial 2019 brotan las pruebas que muestran que mientras que los trabajadores desplaza automatización, innovación tecnológica crea más nuevas industrias y empleos en equilibrio. [133]
Usos contemporáneos
En la actualidad, existen dos tipos principales de robots, según su uso: robots autónomos de propósito general y robots dedicados.
Los robots pueden clasificarse por su propósito específico . Un robot puede estar diseñado para realizar una tarea en particular extremadamente bien, o una variedad de tareas peor. Todos los robots, por su naturaleza, pueden reprogramarse para comportarse de manera diferente, pero algunos están limitados por su forma física. Por ejemplo, un brazo robótico de fábrica puede realizar trabajos como cortar, soldar, pegar o actuar como un paseo de feria, mientras que un robot de recogida y colocación solo puede poblar placas de circuito impreso.
Robots autónomos de propósito general
Los robots autónomos de propósito general pueden realizar una variedad de funciones de forma independiente. Los robots autónomos de uso general generalmente pueden navegar de forma independiente en espacios conocidos, manejar sus propias necesidades de recarga, interactuar con puertas y ascensores electrónicos y realizar otras tareas básicas. Al igual que las computadoras, los robots de uso general pueden conectarse con redes, software y accesorios que aumentan su utilidad. Pueden reconocer personas u objetos, hablar, brindar compañía, monitorear la calidad ambiental, responder a las alarmas, recoger suministros y realizar otras tareas útiles. Los robots de propósito general pueden realizar una variedad de funciones simultáneamente o pueden asumir diferentes roles en diferentes momentos del día. Algunos de estos robots intentan imitar a los seres humanos e incluso pueden parecerse a las personas en apariencia; este tipo de robot se llama robot humanoide. Los robots humanoides todavía se encuentran en una etapa muy limitada, ya que ningún robot humanoide puede, hasta ahora, navegar por una habitación en la que nunca ha estado. [ Cita requerida ] Por lo tanto, los robots humanoides son realmente bastante limitados, a pesar de sus comportamientos inteligentes en sus conocidos entornos.
Robots de fábrica
Producción de automóviles
Durante las últimas tres décadas, las fábricas de automóviles han sido dominadas por robots. Una fábrica típica contiene cientos de robots industriales que trabajan en líneas de producción totalmente automatizadas, con un robot por cada diez trabajadores humanos. En una línea de producción automatizada, el chasis de un vehículo en un transportador se suelda , pega , pinta y finalmente ensambla en una secuencia de estaciones de robot.
embalaje
Los robots industriales también se utilizan ampliamente para paletizar y empaquetar productos manufacturados, por ejemplo, para tomar rápidamente cartones de bebidas del extremo de una cinta transportadora y colocarlos en cajas, o para cargar y descargar centros de mecanizado.
Electrónica
Las placas de circuito impreso (PCB) producidas en serie son fabricadas casi exclusivamente por robots de pick-and-place, generalmente con manipuladores SCARA , que eliminan los pequeños componentes electrónicos de las tiras o bandejas y los colocan en las PCB con gran precisión. [134] Estos robots pueden colocar cientos de miles de componentes por hora, superando con creces a un humano en velocidad, precisión y confiabilidad. [135]
Vehículos guiados automatizados (AGV)
Los robots móviles, que siguen marcadores o cables en el suelo, o utilizan visión [83] o láseres, se utilizan para transportar mercancías en grandes instalaciones, como almacenes, puertos de contenedores u hospitales. [136]
Primeros robots estilo AGV
Limitado a tareas que pudieran definirse con precisión y debían realizarse de la misma manera en todo momento. Se requería muy poca retroalimentación o inteligencia, y los robots solo necesitaban los exteroceptores (sensores) más básicos . Las limitaciones de estos AGV son que sus caminos no se alteran fácilmente y no pueden alterar sus caminos si los obstáculos los bloquean. Si un AGV se avería, puede detener toda la operación.
Tecnologías AGV provisionales
Desarrollado para implementar triangulación desde balizas o rejillas de códigos de barras para escanear en el piso o el techo. En la mayoría de las fábricas, los sistemas de triangulación tienden a requerir un mantenimiento de moderado a alto, como la limpieza diaria de todas las balizas o códigos de barras. Además, si un palé alto o un vehículo grande bloquea las balizas o un código de barras se estropea, los AGV pueden perderse. A menudo, estos AGV están diseñados para usarse en entornos libres de humanos.
AGV inteligentes (i-AGV)
Como SmartLoader, [137] SpeciMinder, [138] ADAM, [139] Tug [140] Eskorta, [141] y MT 400 con Motivity [142] están diseñados para espacios de trabajo amigables para las personas. Navegan reconociendo características naturales. Los escáneres 3D u otros medios para detectar el entorno en dos o tres dimensiones ayudan a eliminar los errores acumulativos en los cálculos de estimación de la posición actual del AGV. Algunos AGV pueden crear mapas de su entorno utilizando láseres de escaneo con localización y mapeo simultáneos (SLAM) y usar esos mapas para navegar en tiempo real con otros algoritmos de planificación de rutas y evitación de obstáculos. Pueden operar en entornos complejos y realizar tareas no repetitivas y no secuenciales como el transporte de fotomáscaras en un laboratorio de semiconductores, muestras en hospitales y mercancías en almacenes. Para áreas dinámicas, como almacenes llenos de paletas, los AGV requieren estrategias adicionales que utilizan sensores tridimensionales como cámaras de tiempo de vuelo o estereovisión .
Tareas sucias, peligrosas, aburridas o inaccesibles
Hay muchos trabajos que los humanos preferirían dejar a los robots. El trabajo puede ser aburrido, como la limpieza doméstica o el marcado de líneas de campos deportivos , o peligroso, como explorar el interior de un volcán . [143] Otros trabajos son físicamente inaccesibles, como explorar otro planeta , [144] limpiar el interior de una tubería larga o realizar una cirugía laparoscópica . [145]
Sondas espaciales
Casi todas las sondas espaciales no tripuladas jamás lanzadas eran robots. [146] [147] Algunos fueron lanzados en la década de 1960 con habilidades muy limitadas, pero su capacidad para volar y aterrizar (en el caso de Luna 9 ) es una indicación de su estatus como robot. Esto incluye las sondas Voyager y las sondas Galileo, entre otras.
Telerobots
Los robots teleoperados , o telerobots, son dispositivos operados de forma remota desde la distancia por un operador humano en lugar de seguir una secuencia predeterminada de movimientos, pero que tienen un comportamiento semiautónomo. Se utilizan cuando un humano no puede estar presente en el sitio para realizar un trabajo porque es peligroso, está lejos o es inaccesible. El robot puede estar en otra habitación o en otro país, o puede estar en una escala muy diferente a la del operador. Por ejemplo, un robot de cirugía laparoscópica permite al cirujano trabajar dentro de un paciente humano a una escala relativamente pequeña en comparación con la cirugía abierta, lo que acorta significativamente el tiempo de recuperación. [145] También se pueden utilizar para evitar exponer a los trabajadores a espacios peligrosos y estrechos, como en la limpieza de conductos . Al desactivar una bomba, el operador envía un pequeño robot para desactivarla. Varios autores han estado usando un dispositivo llamado Longpen para firmar libros de forma remota. [148] Los aviones robot teleoperados, como el vehículo aéreo no tripulado Predator , están siendo utilizados cada vez más por los militares. Estos drones sin piloto pueden buscar terreno y disparar a objetivos. [149] [150] Cientos de robots tales como iRobot 's Packbot y el Foster-Miller TALON están siendo utilizados en Iraq y Afganistán por el Ejército de Estados Unidos a las bombas defuse borde de la carretera o dispositivos explosivos improvisados (IEDs) en una actividad conocida como artefactos explosivos eliminación (EOD). [151]
Máquinas de recolección de frutas automatizadas
Los robots se utilizan para automatizar la recolección de frutas en los huertos a un costo menor que el de los recolectores humanos.
Robots domésticos
Los robots domésticos son robots simples dedicados a una sola tarea de trabajo en el hogar. Se utilizan en trabajos sencillos pero a menudo desagradables, como limpiar con aspiradora , lavar el suelo y cortar el césped . Un ejemplo de robot doméstico es un Roomba .
Robots militares
Los robots militares incluyen el robot SWORDS que se utiliza actualmente en combates terrestres. Puede usar una variedad de armas y se habla de darle cierto grado de autonomía en situaciones de campo de batalla. [152] [153] [154]
Los vehículos aéreos de combate no tripulados (UCAV), que son una forma mejorada de UAV , pueden realizar una amplia variedad de misiones, incluido el combate. Se están diseñando UCAV, como el BAE Systems Mantis, que tendría la capacidad de volar por sí mismos, elegir su propio rumbo y objetivo, y tomar la mayoría de las decisiones por su cuenta. [155] El BAE Taranis es un UCAV construido por Gran Bretaña que puede volar a través de continentes sin piloto y tiene nuevos medios para evitar la detección. [156] Se espera que las pruebas de vuelo comiencen en 2011. [157]
La AAAI ha estudiado este tema en profundidad [107] y su presidente ha encargado un estudio para analizar este tema. [158]
Algunos han sugerido la necesidad de construir una " IA amigable ", lo que significa que los avances que ya están ocurriendo con la IA también deberían incluir un esfuerzo para hacer que la IA sea intrínsecamente amigable y humana. [159] Según se informa, ya existen varias medidas de este tipo, y países con muchos robots como Japón y Corea del Sur [160] han comenzado a aprobar regulaciones que requieren que los robots estén equipados con sistemas de seguridad y posiblemente conjuntos de 'leyes' similares a las Tres Leyes de Asimov. de Robótica . [161] [162] El Comité de Política de la Industria de Robots del gobierno japonés emitió un informe oficial en 2009. [163] Funcionarios e investigadores chinos han publicado un informe que sugiere un conjunto de reglas éticas y un conjunto de nuevas directrices legales denominadas "Estudios Legales de Robots". [164] Se ha expresado cierta preocupación por la posible aparición de robots que dicen falsedades aparentes. [165]
Robots mineros
Los robots de minería están diseñados para resolver una serie de problemas que enfrenta actualmente la industria minera, incluida la escasez de habilidades, la mejora de la productividad por la disminución de las leyes del mineral y el logro de objetivos ambientales. Debido a la naturaleza peligrosa de la minería, en particular la minería subterránea , la prevalencia de robots autónomos, semiautónomos y teleoperados ha aumentado enormemente en los últimos tiempos. Varios fabricantes de vehículos proporcionan trenes, camiones y cargadores autónomos que cargarán material, lo transportarán en el sitio de la mina hasta su destino y lo descargarán sin necesidad de intervención humana. Una de las corporaciones mineras más grandes del mundo, Rio Tinto , ha ampliado recientemente su flota de camiones autónomos a la más grande del mundo, que consta de 150 camiones Komatsu autónomos , que operan en Australia Occidental . [166] De manera similar, BHP ha anunciado la expansión de su flota de perforadoras autónomas a las 21 perforadoras Atlas Copco autónomas más grandes del mundo . [167]
Las máquinas de perforación, tajo largo y rompe rocas ahora también están disponibles como robots autónomos. [168] El sistema de control de equipos Atlas Copco puede ejecutar de forma autónoma un plan de perforación en un equipo de perforación , mover el equipo a su posición mediante GPS, configurar el equipo de perforación y perforar hasta profundidades específicas. [169] De manera similar, el sistema Transmin Rocklogic puede planificar automáticamente una ruta para colocar un rompe rocas en un destino seleccionado. [170] Estos sistemas mejoran enormemente la seguridad y la eficiencia de las operaciones mineras.
Cuidado de la salud
Los robots en el cuidado de la salud tienen dos funciones principales. Aquellos que ayudan a un individuo, como un enfermo de una enfermedad como la esclerosis múltiple, y aquellos que ayudan en los sistemas generales como farmacias y hospitales.
Domótica para personas mayores y discapacitadas
Los robots utilizados en la automatización del hogar se han desarrollado con el tiempo desde simples asistentes robóticos básicos, como Handy 1 , [171] hasta robots semiautónomos, como FRIEND, que pueden ayudar a las personas mayores y discapacitadas con tareas comunes.
La población está envejeciendo en muchos países, especialmente en Japón, lo que significa que hay un número cada vez mayor de personas mayores a las que cuidar, pero relativamente menos jóvenes a las que cuidar. [172] [173] Los seres humanos son los mejores cuidadores, pero cuando no están disponibles, los robots se están introduciendo gradualmente. [174] [175]
FRIEND es un robot semiautónomo diseñado para ayudar a las personas mayores y discapacitadas en sus actividades de la vida diaria, como preparar y servir una comida. AMIGO hacen posible que los pacientes que son parapléjicos , tener enfermedades musculares o grave parálisis (debido a golpes, etc.), para realizar tareas sin la ayuda de otras personas como terapeutas o personal de enfermería.
Farmacias
Script Pro fabrica un robot diseñado para ayudar a las farmacias a surtir recetas que consisten en sólidos orales o medicamentos en forma de píldora. [176] [se necesita una mejor fuente ] El farmacéutico o técnico de farmacia ingresa la información de la prescripción en su sistema de información. El sistema, al determinar si el fármaco está o no en el robot, enviará la información al robot para su llenado. El robot tiene 3 viales de diferentes tamaños para llenar según el tamaño de la píldora. El técnico del robot, el usuario o el farmacéutico determina el tamaño necesario del vial en función de la tableta cuando el robot está almacenado. Una vez que se llena el vial, se lleva a una cinta transportadora que lo entrega a un soporte que hace girar el vial y adhiere la etiqueta del paciente. Posteriormente, se coloca en otro transportador que entrega el vial de medicación del paciente a una ranura etiquetada con el nombre del paciente en una lectura LED. Luego, el farmacéutico o técnico verifica el contenido del vial para asegurarse de que sea el medicamento correcto para el paciente correcto y luego sella los viales y lo envía al frente para que lo recojan.
El Robot RX de McKesson es otro producto de robótica para el cuidado de la salud que ayuda a las farmacias a dispensar miles de medicamentos a diario con poco o ningún error. [177] El robot puede tener diez pies de ancho y diez de largo y puede contener cientos de diferentes tipos de medicamentos y miles de dosis. La farmacia ahorra muchos recursos, como miembros del personal, que de otro modo no estarían disponibles en una industria de recursos escasos. Utiliza un cabezal electromecánico acoplado con un sistema neumático para capturar cada dosis y entregarla en su ubicación almacenada o dispensada. La cabeza se mueve a lo largo de un solo eje mientras gira 180 grados para extraer los medicamentos. Durante este proceso, utiliza tecnología de código de barras para verificar que está tomando el medicamento correcto. Luego entrega el medicamento a un contenedor específico para el paciente en una cinta transportadora. Una vez que el contenedor está lleno con todos los medicamentos que un paciente en particular necesita y que el robot almacena, el contenedor se libera y se devuelve en la cinta transportadora a un técnico que espera cargarlo en un carro para entregarlo en el piso.
Robots de investigación
Si bien la mayoría de los robots de hoy en día se instalan en fábricas u hogares, realizando trabajos que salvan vidas, se están desarrollando muchos tipos nuevos de robots en laboratorios de todo el mundo. Gran parte de la investigación en robótica no se centra en tareas industriales específicas, sino en investigaciones sobre nuevos tipos de robots, formas alternativas de pensar o diseñar robots y nuevas formas de fabricarlos. Se espera que estos nuevos tipos de robots puedan resolver problemas del mundo real cuando finalmente se realicen. [ cita requerida ]
Robots biónicos y biomiméticos
Un enfoque para diseñar robots es basarlos en animales. BionicKangaroo fue diseñado y desarrollado mediante el estudio y la aplicación de la fisiología y los métodos de locomoción de un canguro.
Nanorobots
La nanorobótica es el campo de la tecnología emergente para la creación de máquinas o robots cuyos componentes están en la escala microscópica de un nanómetro o cerca de ella (10 −9 metros). También conocidos como "nanobots" o "nanitos", se construirían a partir de máquinas moleculares . Hasta ahora, los investigadores han producido principalmente solo partes de estos sistemas complejos, como cojinetes, sensores y motores moleculares sintéticos , pero también se han creado robots funcionales como los participantes en el concurso Nanobot Robocup. [178] Los investigadores también esperan poder crear robots enteros tan pequeños como virus o bacterias, que podrían realizar tareas a pequeña escala. Las posibles aplicaciones incluyen la microcirugía (a nivel de células individuales ), nebulización de servicios públicos , [179] fabricación, armamento y limpieza. [180] Algunas personas han sugerido que si hubiera nanobots que pudieran reproducirse, la tierra se convertiría en una " sustancia viscosa gris ", mientras que otros argumentan que este resultado hipotético es una tontería. [181] [182]
Robots reconfigurables
Algunos investigadores han investigado la posibilidad de crear robots que puedan alterar su forma física para adaptarse a una tarea en particular, [183] como el T-1000 ficticio . Sin embargo, los robots reales no son tan sofisticados, y en su mayoría consisten en una pequeña cantidad de unidades en forma de cubo, que pueden moverse en relación con sus vecinos. Se han diseñado algoritmos en caso de que tales robots se conviertan en realidad. [184]
Operadores de laboratorio robóticos y móviles
En julio de 2020, los científicos informaron sobre el desarrollo de un robot químico móvil y demostraron que puede ayudar en búsquedas experimentales. Según los científicos, su estrategia era automatizar al investigador en lugar de los instrumentos, liberando tiempo para que los investigadores humanos pensaran creativamente, y podían identificar mezclas de fotocatalizadores para la producción de hidrógeno a partir de agua que eran seis veces más activas que las formulaciones iniciales. El robot modular puede operar instrumentos de laboratorio, trabajar casi todo el día y tomar decisiones de forma autónoma sobre sus próximas acciones en función de los resultados experimentales. [185] [186]
Robots de cuerpo blando
Los robots con cuerpos de silicona y actuadores flexibles ( músculos del aire , polímeros electroactivos y ferrofluidos ) se ven y se sienten diferentes a los robots con esqueletos rígidos y pueden tener comportamientos diferentes. [187] Los robots blandos, flexibles (y a veces incluso blandos) a menudo están diseñados para imitar la biomecánica de los animales y otras cosas que se encuentran en la naturaleza, lo que está dando lugar a nuevas aplicaciones en medicina, atención, búsqueda y rescate, manipulación y fabricación de alimentos. y exploración científica. [188] [189]
Robots de enjambre
Inspirándose en colonias de insectos como hormigas y abejas , los investigadores están modelando el comportamiento de enjambres de miles de pequeños robots que juntos realizan una tarea útil, como encontrar algo escondido, limpiar o espiar. Cada robot es bastante simple, pero el comportamiento emergente del enjambre es más complejo. Todo el conjunto de robots puede considerarse como un único sistema distribuido, de la misma manera que una colonia de hormigas puede considerarse un superorganismo que exhibe inteligencia de enjambre . Los enjambres más grandes creados hasta ahora incluyen el enjambre de iRobot, el proyecto SRI / MobileRobots CentiBots [190] y el enjambre del Proyecto Micro-robótico de código abierto, que se están utilizando para investigar comportamientos colectivos. [191] [192] Los enjambres también son más resistentes al fracaso. Mientras que un robot grande puede fallar y arruinar una misión, un enjambre puede continuar incluso si fallan varios robots. Esto podría hacerlos atractivos para misiones de exploración espacial, donde el fracaso suele ser extremadamente costoso. [193]
Robots de interfaz háptica
La robótica también tiene aplicación en el diseño de interfaces de realidad virtual . Los robots especializados se utilizan ampliamente en la comunidad de investigación háptica . Estos robots, llamados "interfaces hápticas", permiten la interacción táctil del usuario con entornos reales y virtuales. Las fuerzas robóticas permiten simular las propiedades mecánicas de los objetos "virtuales", que los usuarios pueden experimentar a través de su sentido del tacto . [194]
Arte y escultura contemporánea
Los artistas contemporáneos utilizan robots para crear obras que incluyen la automatización mecánica. Hay muchas ramas del arte robótico, una de las cuales es el arte de instalación robótica , un tipo de arte de instalación que está programado para responder a las interacciones del espectador, por medio de computadoras, sensores y actuadores. Por lo tanto, el comportamiento futuro de tales instalaciones puede verse alterado por las aportaciones del artista o del participante, lo que diferencia estas obras de arte de otros tipos de arte cinético .
Le Grand Palais de París organizó una exposición "Artistas y robots", con obras de arte creadas por más de cuarenta artistas con la ayuda de robots en 2018. [195]
Robots en la cultura popular
Literatura
Los personajes robóticos, los androides (hombres / mujeres artificiales) o los ginoides (mujeres artificiales) y los cyborgs (también " hombres / mujeres biónicos " o humanos con importantes mejoras mecánicas) se han convertido en un elemento básico de la ciencia ficción.
La primera referencia en la literatura occidental a los servidores mecánicos aparece en Homero 's Ilíada . En el Libro XVIII, Hefesto , dios del fuego, crea una nueva armadura para el héroe Aquiles, asistido por robots. [196] Según la traducción de Rieu , "las sirvientas doradas se apresuraron a ayudar a su amo. Parecían mujeres reales y no solo podían hablar y usar sus miembros, sino que estaban dotadas de inteligencia y entrenadas en el trabajo manual por los dioses inmortales". Las palabras "robot" o "androide" no se utilizan para describirlos, pero sin embargo son dispositivos mecánicos de apariencia humana. "El primer uso de la palabra Robot fue en la obra de teatro RUR (Robots universales de Rossum) de Karel Čapek (escrita en 1920)". El escritor Karel Čapek nació en Checoslovaquia (República Checa).
Posiblemente el autor más prolífico del siglo XX fue Isaac Asimov (1920-1992) [197], que publicó más de quinientos libros. [198] Asimov es probablemente mejor recordado por sus historias de ciencia ficción y especialmente aquellas sobre robots, donde colocó a los robots y su interacción con la sociedad en el centro de muchas de sus obras. [199] [200] Asimov consideró cuidadosamente el problema del conjunto ideal de instrucciones que los robots podrían recibir para reducir el riesgo para los humanos, y llegó a sus Tres leyes de la robótica : un robot no puede dañar a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daños; un robot debe obedecer las órdenes que le den los seres humanos, excepto cuando tales órdenes entren en conflicto con la Primera Ley; y un robot debe proteger su propia existencia siempre que dicha protección no entre en conflicto con la Primera o Segunda Ley. [201] Estos fueron introducidos en su cuento de 1942 "Runaround", aunque presagiado en algunas historias anteriores. Más tarde, Asimov agregó la Ley Cero: "Un robot no puede dañar a la humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra daño"; el resto de las leyes se modifican secuencialmente para reconocer esto.
Según el Oxford English Dictionary, el primer pasaje del cuento " Mentiroso " de Asimov (1941) que menciona la Primera Ley es el primer uso registrado de la palabra robótica . Asimov inicialmente no estaba al tanto de esto; asumió que la palabra ya existía por analogía con mecánica, hidráulica y otros términos similares que denotan ramas del conocimiento aplicado. [202]
Película (s
Los robots aparecen en muchas películas. La mayoría de los robots del cine son ficticios. Dos de los más famosos son R2-D2 y C-3PO de la franquicia Star Wars .
Robots sexuales
El concepto de robots sexuales humanoides ha suscitado tanto la atención como la preocupación del público. Quienes se oponen al concepto han declarado que el desarrollo de robots sexuales sería moralmente incorrecto. [203] [204] [205] [206] Argumentan que la introducción de tales dispositivos sería socialmente dañina y degradante para las mujeres y los niños. [204]
Problemas representados en la cultura popular
Los temores y preocupaciones sobre los robots se han expresado repetidamente en una amplia gama de libros y películas. Un tema común es el desarrollo de una raza superior de robots conscientes y altamente inteligentes, motivados para apoderarse o destruir la raza humana. Frankenstein (1818), a menudo llamada la primera novela de ciencia ficción, se ha convertido en sinónimo del tema de un robot o un androide que avanza más allá de su creador.
Otras obras con temas similares incluyen The Mechanical Man , The Terminator , Runaway , RoboCop , los Replicators en Stargate , los Cylons en Battlestar Galactica , los Cybermen y Daleks en Doctor Who , The Matrix , Enthiran and I, Robot . Algunos robots ficticios están programados para matar y destruir; otros obtienen inteligencia y habilidades sobrehumanas al actualizar su propio software y hardware. Ejemplos de medios populares en los que el robot se vuelve malvado son 2001: A Space Odyssey , Red Planet y Enthiran .
El juego de 2017 Horizon Zero Dawn explora temas de robótica en la guerra, la ética de los robots y el problema del control de la IA , así como el impacto positivo o negativo que estas tecnologías podrían tener en el medio ambiente.
Otro tema común es la reacción, a veces llamada el " valle inquietante ", de malestar e incluso repulsión al ver robots que imitan demasiado a los humanos. [106]
Más recientemente, las representaciones ficticias de robots artificialmente inteligentes en películas como AI Artificial Intelligence y Ex Machina y la adaptación televisiva de 2016 de Westworld han atraído la simpatía del público por los propios robots.
Ver también
- Índice de artículos de robótica
- Esquema de robótica
- Inteligencia artificial
- William Gray Walter
Conceptos específicos de robótica
- Locomoción robot
- Localización y mapeo simultáneos
- Sensor táctil
- Teleoperación
- Valle inquietante
- máquina de von Neumann
- Problema del robot de despertador
- Ingeniería neuromórfica
Métodos y categorías de robótica
- Robótica cognitiva
- Robot compañero
- Robot domestico
- Robótica epigenética
- Robótica evolutiva
- Robot humanoide
- Robot autónomo
- Microbótica
- Control de robot
Robots y dispositivos específicos
- AIBO
- Nave autónoma del drone del puerto espacial
- Coche sin conductor
- Robótica amigable
- Familia Lely Juno
- Robot de manipulación de líquidos
- PatrolBot
- RoboBee
- Roborior
- Tienda de aplicaciones de robots
- Vehículo no tripulado
- Vehículo de control remoto
- Vehículo guiado automatizado
Referencias
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Otras lecturas
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enlaces externos
- Robótica en Curlie