Robótica

Diseño, construcción, operación y aplicación de robots

"Roboticista" vuelve a dirigir aquí. No debe confundirse con cibernético .

No confundir con Cibernética .

El sistema de mano del robot Shadow

La robótica es un campo interdisciplinario que integra la informática y la ingeniería . ^{[1] La} robótica implica el diseño, construcción, operación y uso de robots . El objetivo de la robótica es diseñar máquinas que puedan ayudar y ayudar a los humanos. Robótica integra campos de la ingeniería mecánica , ingeniería eléctrica , ingeniería de la información , mecatrónica , electrónica , la bioingeniería , la ingeniería informática , ingeniería de control , la ingeniería de software , entre otros.

La robótica desarrolla máquinas que pueden sustituir a los humanos y replicar las acciones humanas. Los robots se pueden usar en muchas situaciones y para muchos propósitos, pero hoy en día muchos se usan en entornos peligrosos (incluida la inspección de materiales radiactivos, detección y desactivación de bombas).), procesos de fabricación, o donde los seres humanos no pueden sobrevivir (por ejemplo, en el espacio, bajo el agua, a altas temperaturas, y limpieza y contención de materiales peligrosos y radiación). Los robots pueden adoptar cualquier forma, pero algunos están hechos para parecerse a los humanos en apariencia. Se dice que esto ayuda en la aceptación de un robot en ciertos comportamientos replicativos que generalmente realizan las personas. Dichos robots intentan replicar caminar, levantar objetos, hablar, cognición o cualquier otra actividad humana. Muchos de los robots actuales están inspirados en la naturaleza y contribuyen al campo de la robótica bioinspirada .

Algunos robots requieren la intervención del usuario para funcionar, mientras que otros robots funcionan de forma autónoma. El concepto de crear robots que puedan funcionar de forma autónoma se remonta a la época clásica , pero la investigación sobre la funcionalidad y los usos potenciales de los robots no creció sustancialmente hasta el siglo XX. A lo largo de la historia, varios académicos, inventores, ingenieros y técnicos han asumido con frecuencia que los robots algún día podrán imitar el comportamiento humano y gestionar las tareas de forma similar a la humana. Hoy en día, la robótica es un campo en rápido crecimiento, a medida que continúan los avances tecnológicos; La investigación, el diseño y la construcción de nuevos robots sirven para varios propósitos prácticos, ya sea a nivel nacional , comercial o militar.. Muchos robots están diseñados para realizar trabajos que son peligrosos para las personas, como desactivar bombas, encontrar supervivientes en ruinas inestables y explorar minas y naufragios. La robótica también se utiliza en STEM (ciencia, tecnología , ingeniería y matemáticas) como ayuda para la enseñanza. ^[2]

Etimología

La palabra robótica se deriva de la palabra robot , que fue presentada al público por el escritor checo Karel Čapek en su obra RUR (Rossum's Universal Robots) , que se publicó en 1920. ^[3] La palabra robot proviene de la palabra eslava robota , que significa esclavo / sirviente. La obra comienza en una fábrica que crea personas artificiales llamadas robots , criaturas que pueden confundirse con humanos, muy similares a las ideas modernas de los androides . El propio Karel Čapek no acuñó la palabra. Escribió una breve carta en referencia a una etimología en elOxford English Dictionary en el que nombró a su hermano Josef Čapek como su verdadero creador. ^[3]

Según el Diccionario Inglés de Oxford , la palabra robótica fue utilizado por primera vez en la impresión por Isaac Asimov , en su ciencia ficción historia corta "mentiroso!" , publicado en mayo de 1941 en Astounding Science Fiction . Asimov no sabía que estaba acuñando el término; dado que la ciencia y la tecnología de los dispositivos eléctricos es la electrónica , asumió que la robótica ya se refería a la ciencia y la tecnología de los robots. En algunos de los otros trabajos de Asimov, afirma que el primer uso de la palabra robótica fue en su cuento Runaround ( Astounding Science Fiction , marzo de 1942),^{[4] [5]} donde presentó su concepto de Las tres leyes de la robótica . Sin embargo, la publicación original de "¡Mentiroso!" es anterior al de "Runaround" en diez meses, por lo que el primero se cita generalmente como el origen de la palabra.

Historia

Ver también: Historia de los robots

En 1948, Norbert Wiener formuló los principios de la cibernética , la base de la robótica práctica.

Los robots totalmente autónomos solo aparecieron en la segunda mitad del siglo XX. El primer robot programable y operado digitalmente, el Unimate , se instaló en 1961 para levantar piezas de metal calientes de una máquina de fundición a presión y apilarlas. Los robots comerciales e industriales están muy extendidos hoy en día y se utilizan para realizar trabajos de forma más económica, más precisa y fiable que los humanos. También se emplean en algunos trabajos que son demasiado sucios, peligrosos o aburridos para ser adecuados para los humanos. Los robots se utilizan ampliamente en la fabricación , montaje, embalaje y embalaje, minería, transporte, exploración de la tierra y el espacio , cirugía, ^[6] armamento, investigación de laboratorio., seguridad y producción masiva de bienes de consumo e industriales . ^[7]

Fecha	Significado	Nombre del robot	Inventor
Tercer siglo antes de Cristo y antes	Una de las primeras descripciones de los autómatas aparece en el texto de Lie Zi , en un encuentro mucho más temprano entre el rey Mu de Zhou (1023–957 a. C.) y un ingeniero mecánico conocido como Yan Shi, un "artífice". Este último supuestamente le presentó al rey una figura de tamaño natural con forma humana de su obra mecánica. [8]		Yan Shi (chino:偃师)
Siglo I d.C. y antes	Descripciones de más de 100 máquinas y autómatas, incluido un camión de bomberos, un órgano de viento, una máquina que funciona con monedas y una máquina de vapor, en Pneumatica y Automata por Heron of Alexandria		Ctesibio , Filón de Bizancio , Garza de Alejandría y otros
C. 420 a. C.	Un pájaro de madera, propulsado por vapor, que podía volar	Paloma voladora	Arquitas de Tarento
1206	Creó los primeros autómatas humanoides, banda de autómatas programables [9]	Banda de robot, autómata de lavado de manos, [10] pavos reales en movimiento automatizado [11]	Al-Jazari
1495	Diseños para un robot humanoide	Caballero mecánico	Leonardo da Vinci
1560 (sin especificar)	Monje mecánico que tenía pies maquinal construidos bajo su túnica que imitaba caminar. Los ojos, los labios y la cabeza del Robot se mueven con gestos realistas.	Monje mecánico [12]	Leonardo da Vinci
1738	Pato mecánico que podía comer, batir sus alas y excretar	Pato digestivo	Jacques de Vaucanson
1898	Nikola Tesla demuestra el primer barco controlado por radio.	Teleautomaton	Nikola Tesla
1921	Los primeros autómatas ficticios llamados "robots" aparecen en la obra RUR.	Robots universales de Rossum	Karel Čapek
1930	Robot humanoide expuesto en las ferias mundiales de 1939 y 1940	Elektro	Westinghouse Electric Corporation
1946	Primera computadora digital de uso general	Torbellino	Varias personas
1948	Robots simples que exhiben comportamientos biológicos [13]	Elsie y Elmer	William Gray Walter
1956	Primer robot comercial, de la empresa Unimation fundada por George Devol y Joseph Engelberger , basado en las patentes de Devol [14]	Unimate	George Devol
1961	Primer robot industrial instalado.	Unimate	George Devol
1967 hasta 1972	Primer robot inteligente humanoide a gran escala, [15] [16] y primer androide . Su sistema de control de extremidades le permitía caminar con las extremidades inferiores y agarrar y transportar objetos con las manos, utilizando sensores táctiles. Su sistema de visión le permitió medir distancias y direcciones a objetos utilizando receptores externos, ojos y oídos artificiales. Y su sistema de conversación le permitió comunicarse con una persona en japonés, con boca artificial. [17] [18] [19]	WABOT-1	Universidad de Waseda
1973	Primer robot industrial con seis ejes accionados electromecánicamente [20] [21]	Famulus	Grupo de robots KUKA
1974	El primer robot industrial eléctrico controlado por microordenador del mundo , el IRB 6 de ASEA, se entregó a una pequeña empresa de ingeniería mecánica en el sur de Suecia. El diseño de este robot ya había sido patentado en 1972.	IRB 6	Grupo de robots ABB
1975	Brazo de manipulación universal programable, un producto de Unimation	PUMA	Victor Scheinman
1978	Primer lenguaje de programación de robots a nivel de objeto, que permite a los robots manejar variaciones en la posición del objeto, la forma y el ruido del sensor.	Freddy I y II, lenguaje de programación de robots RAPT	Patricia Ambler y Robin Popplestone
1983	Primer lenguaje de programación paralelo multitarea utilizado para el control de un robot. Fue el Event Driven Language (EDL) en la computadora de proceso IBM / Series / 1, con implementación de mecanismos de comunicación entre procesos (WAIT / POST) y de exclusión mutua (ENQ / DEQ) para el control de robots. [22]	ADRIEL I	Stevo Bozinovski y Mihail Sestakov

Aspectos robóticos

Construcción mecánica

Aspecto eléctrico

Un nivel de programación

Hay muchos tipos de robots; se utilizan en muchos entornos diferentes y para muchos usos diferentes. Aunque son muy diversos en aplicación y forma, todos comparten tres similitudes básicas cuando se trata de su construcción:

1. Todos los robots tienen algún tipo de construcción mecánica, un marco, forma o forma diseñada para lograr una tarea en particular. Por ejemplo, un robot diseñado para viajar a través de tierra o barro pesado, podría usar orugas . El aspecto mecánico es principalmente la solución del creador para completar la tarea asignada y lidiar con la física del entorno que lo rodea. La forma sigue la funcion.
2. Los robots tienen componentes eléctricos que alimentan y controlan la maquinaria. Por ejemplo, el robot con orugas necesitaría algún tipo de potencia para mover las huellas del rastreador. Ese poder viene en forma de electricidad, que tendrá que viajar a través de un cable y originarse en una batería, un circuito eléctrico básico . Incluso las máquinas que funcionan con gasolina que obtienen su energía principalmente de la gasolina todavía requieren una corriente eléctrica para iniciar el proceso de combustión, razón por la cual la mayoría de las máquinas que funcionan con gasolina, como los automóviles, tienen baterías. El aspecto eléctrico de los robots se usa para movimiento (a través de motores), detección (donde las señales eléctricas se usan para medir cosas como calor, sonido, posición y estado de energía) y operación (los robots necesitan cierto nivel deenergía eléctrica suministrada a sus motores y sensores para activar y realizar operaciones básicas)
3. Todos los robots contienen algún nivel de código de programación de computadoras . Un programa es cómo un robot decide cuándo o cómo hacer algo. En el ejemplo de la oruga, un robot que necesita moverse a través de un camino embarrado puede tener la construcción mecánica correcta y recibir la cantidad correcta de energía de su batería, pero no iría a ninguna parte sin un programa que le diga que se mueva. Los programas son la esencia central de un robot, podría tener una excelente construcción mecánica y eléctrica, pero si su programa está mal construido, su rendimiento será muy pobre (o puede que no funcione en absoluto). Hay tres tipos diferentes de programas robóticos: control remoto, inteligencia artificial e híbridos. Un robot con mando a distanciaLa programación tiene un conjunto preexistente de comandos que solo ejecutará si recibe una señal de una fuente de control, generalmente un ser humano con un control remoto. Quizás sea más apropiado ver los dispositivos controlados principalmente por comandos humanos como pertenecientes a la disciplina de la automatización en lugar de a la robótica. Los robots que utilizan inteligencia artificial interactúan con su entorno por sí mismos sin una fuente de control y pueden determinar las reacciones a los objetos y problemas que encuentran utilizando su programación preexistente. Híbrido es una forma de programación que incorpora funciones de IA y RC en ellos.

Aplicaciones

A medida que se diseñan más y más robots para tareas específicas, este método de clasificación se vuelve más relevante. Por ejemplo, muchos robots están diseñados para trabajos de montaje, que pueden no ser fácilmente adaptables para otras aplicaciones. Se denominan "robots de montaje". Para la soldadura por costura, algunos proveedores proporcionan sistemas de soldadura completos con el robot, es decir, el equipo de soldadura junto con otras instalaciones de manipulación de materiales como plataformas giratorias, etc., como una unidad integrada. Un sistema robótico integrado de este tipo se denomina "robot de soldadura" aunque su unidad manipuladora discreta podría adaptarse a una variedad de tareas. Algunos robots están diseñados específicamente para la manipulación de cargas pesadas y están etiquetados como "robots de servicio pesado". ^[23]

Las aplicaciones actuales y potenciales incluyen:

• Robots militares .
• Robots industriales . Los robots se utilizan cada vez más en la fabricación (desde la década de 1960). Según los datos de la Asociación de Industrias Robóticas de EE. UU., En 2016 la industria automotriz fue el principal cliente de robots industriales con el 52% de las ventas totales. ^[24] En la industria automotriz, pueden representar más de la mitad de la "mano de obra". Incluso hay fábricas de " luces apagadas ", como una fábrica de teclados IBM en Texas que estaba completamente automatizada ya en 2003. ^[25]
• Cobots (robots colaborativos). ^[26]
• Robots de construcción. Los robots de construcción se pueden dividir en tres tipos: robots tradicionales, brazo robótico y exoesqueleto robótico . ^[27]
• Robots agrícolas (AgRobots). ^[28] El uso de robots en la agricultura está estrechamente relacionado con el concepto de agricultura de precisión asistida por IA y el uso de drones . ^{[29] La} investigación de 1996-1998 también demostró que los robots pueden realizar una tarea de pastoreo . ^[30]
• Robots médicos de varios tipos (como el sistema quirúrgico da Vinci y Hospi ).
• Automatización de cocinas. Ejemplos comerciales de automatización de cocinas son Flippy (hamburguesas), Zume Pizza (pizza), Cafe X (café), Makr Shakr (cócteles), Frobot (yogures helados) y Sally (ensaladas). ^[31] Ejemplos caseros son Rotimatic ( horneado de panes planos ) ^[32] y Boris (carga de lavavajillas). ^[33]
• Robot combat for sport: pasatiempo o evento deportivo en el que dos o más robots luchan en una arena para inhabilitarse entre sí. Esto ha pasado de ser un pasatiempo en la década de 1990 a varias series de televisión en todo el mundo.
• Limpieza de áreas contaminadas, como desechos tóxicos o instalaciones nucleares. ^[34]
• Robots domésticos .
• Nanorobots .
• Robótica de enjambre . ^[35]
• Drones autónomos .
• Marcado de la línea del campo deportivo .

Componentes

Fuente de energía

Más información: Fuente de alimentación y almacenamiento de energía

El módulo de aterrizaje InSight con paneles solares desplegados en una sala limpia

En la actualidad, la mayoría de las baterías (de plomo-ácido) se utilizan como fuente de energía. Se pueden usar muchos tipos diferentes de baterías como fuente de energía para robots. Van desde baterías de plomo-ácido, que son seguras y tienen una vida útil relativamente larga, pero son bastante pesadas en comparación con las baterías de plata-cadmio, que son mucho más pequeñas en volumen y actualmente son mucho más caras. El diseño de un robot alimentado por batería debe tener en cuenta factores como la seguridad, la vida útil del ciclo y el peso . Generadores, a menudo algún tipo de motor de combustión interna, también puede ser usado. Sin embargo, estos diseños suelen ser mecánicamente complejos y necesitan un combustible, requieren disipación de calor y son relativamente pesados. Una correa que conecta el robot a una fuente de alimentación eliminaría la fuente de alimentación del robot por completo. Esto tiene la ventaja de ahorrar peso y espacio al mover todos los componentes de almacenamiento y generación de energía a otra parte. Sin embargo, este diseño tiene el inconveniente de tener constantemente un cable conectado al robot, lo que puede ser difícil de manejar. ^[36] Las posibles fuentes de energía podrían ser:

• neumático (gases comprimidos)
• Energía solar (utilizando la energía del sol y convirtiéndola en energía eléctrica)
• hidráulica (líquidos)
• almacenamiento de energía del volante
• basura orgánica (a través de la digestión anaeróbica )
• nuclear

Actuación

Artículo principal: Actuador

Una pierna robótica impulsada por músculos del aire.

Los actuadores son los " músculos " de un robot, las partes que convierten la energía almacenada en movimiento. ^[37] Con mucho, los actuadores más populares son los motores eléctricos que hacen girar una rueda o un engranaje, y los actuadores lineales que controlan los robots industriales en las fábricas. Hay algunos avances recientes en tipos alternativos de actuadores, que funcionan con electricidad, productos químicos o aire comprimido.

Motores eléctricos

Artículo principal: motor eléctrico

La gran mayoría de los robots utilizan motores eléctricos, a menudo motores de CC con y sin escobillas en robots portátiles o motores de CA en robots industriales y máquinas CNC . Estos motores a menudo se prefieren en sistemas con cargas más ligeras y donde la forma predominante de movimiento es rotacional.

Actuadores lineales

Artículo principal: actuador lineal

Varios tipos de actuadores lineales se mueven hacia adentro y hacia afuera en lugar de girar y, a menudo, tienen cambios de dirección más rápidos, particularmente cuando se necesitan fuerzas muy grandes, como en la robótica industrial. Por lo general, funcionan con aire comprimido y oxidado ( actuador neumático ) o aceite ( actuador hidráulico ). Los actuadores lineales también pueden funcionar con electricidad, que generalmente consta de un motor y un tornillo de avance. Otro tipo común es un actuador lineal mecánico que se gira a mano, como un piñón y cremallera en un automóvil.

Actuadores elásticos en serie

La actuación elástica en serie (SEA) se basa en la idea de introducir una elasticidad intencionada entre el actuador del motor y la carga para un control de fuerza robusto. Debido a la menor inercia reflejada resultante, la actuación elástica en serie mejora la seguridad cuando un robot interactúa con el entorno (por ejemplo, seres humanos o pieza de trabajo) o durante colisiones. ^[38] Además, también proporciona eficiencia energética y absorción de impactos (filtrado mecánico) al tiempo que reduce el desgaste excesivo de la transmisión y otros componentes mecánicos. Este enfoque se ha empleado con éxito en varios robots, particularmente robots de fabricación avanzada ^[39] y robots humanoides andantes . ^{[40] [41]}

El diseño del controlador de un actuador elástico en serie se realiza con mayor frecuencia dentro del marco de pasividad, ya que garantiza la seguridad de la interacción con entornos no estructurados. ^[42] A pesar de su notable solidez de estabilidad, este marco adolece de las estrictas limitaciones impuestas al controlador que pueden compensar el rendimiento. Se remite al lector a la siguiente encuesta que resume las arquitecturas de controlador comunes para SEA junto con las correspondientes condiciones de pasividad suficientes . ^[43] Un estudio reciente ha derivado las condiciones de pasividad necesarias y suficientes para una de las arquitecturas de control de impedancia más comunes , a saber, SEA de fuente de velocidad.^[44] Este trabajo es de particular importancia ya que impulsa los límites de pasividad no conservadores en un esquema SEA por primera vez, lo que permite una mayor selección de ganancias de control.

Músculos del aire

Artículo principal: Músculos artificiales neumáticos.

Los músculos artificiales neumáticos, también conocidos como músculos del aire, son tubos especiales que se expanden (típicamente hasta un 40%) cuando se fuerza aire dentro de ellos. Se utilizan en algunas aplicaciones de robots. ^{[45] [46] [47]}

Alambre muscular

Artículo principal: aleación con memoria de forma

El alambre muscular, también conocido como aleación con memoria de forma, alambre Nitinol® o Flexinol®, es un material que se contrae (menos del 5%) cuando se aplica electricidad. Se han utilizado para algunas aplicaciones de pequeños robots. ^{[48] [49]}

Polímeros electroactivos

Artículo principal: Polímeros electroactivos

Los EAP o EPAM son un material plástico que puede contraerse sustancialmente (hasta un 380% de tensión de activación) por la electricidad y se han utilizado en los músculos faciales y los brazos de robots humanoides, ^[50] y para permitir que los nuevos robots floten, ^[51] volar. , nadar o caminar. ^[52]

Motores piezoeléctricos

Artículo principal: motor piezoeléctrico

Las alternativas recientes a los motores de CC son los motores piezoeléctricos o los motores ultrasónicos . Estos funcionan según un principio fundamentalmente diferente, por el cual pequeños elementos piezocerámicos , que vibran muchos miles de veces por segundo, causan un movimiento lineal o giratorio. Existen diferentes mecanismos de funcionamiento; un tipo usa la vibración de los elementos piezoeléctricos para mover el motor en un círculo o en línea recta. ^[53] Otro tipo utiliza los elementos piezoeléctricos para hacer vibrar una tuerca o para impulsar un tornillo. Las ventajas de estos motores son la resolución nanométrica , la velocidad y la fuerza disponible para su tamaño. ^[54] Estos motores ya están disponibles comercialmente y se utilizan en algunos robots. ^{[55] [56]}

Nanotubos elásticos

Más información: nanotubos de carbono

Los nanotubos elásticos son una tecnología de músculo artificial prometedora en fase inicial de desarrollo experimental. La ausencia de defectos en los nanotubos de carbono permite que estos filamentos se deformen elásticamente en varios por ciento, con niveles de almacenamiento de energía de quizás 10  J / cm ³ para los nanotubos metálicos. Los bíceps humanos podrían reemplazarse con un alambre de 8 mm de diámetro de este material. Un "músculo" tan compacto podría permitir a los robots del futuro correr más rápido que los humanos. ^[57]

Detectando

Artículos principales: detección robótica y sensores robóticos

Los sensores permiten a los robots recibir información sobre una determinada medida del entorno o componentes internos. Esto es esencial para que los robots realicen sus tareas y actúen ante cualquier cambio en el entorno para calcular la respuesta adecuada. Se utilizan para diversas formas de medición, para advertir a los robots sobre seguridad o averías, y para proporcionar información en tiempo real de la tarea que está realizando.

Toque

Artículo principal: sensor táctil

Las manos robóticas y protésicas actuales reciben mucha menos información táctil que la mano humana. Investigaciones recientes han desarrollado una matriz de sensores táctiles que imita las propiedades mecánicas y los receptores táctiles de las yemas de los dedos humanos. ^{[58] [59]}La matriz de sensores está construida como un núcleo rígido rodeado por fluido conductor contenido por una piel elastomérica. Los electrodos están montados en la superficie del núcleo rígido y están conectados a un dispositivo de medición de impedancia dentro del núcleo. Cuando la piel artificial toca un objeto, la trayectoria del fluido alrededor de los electrodos se deforma, produciendo cambios de impedancia que mapean las fuerzas recibidas del objeto. Los investigadores esperan que una función importante de estas yemas de los dedos artificiales sea ajustar el agarre robótico de los objetos que se sostienen.

Científicos de varios países europeos e Israel desarrollaron una mano protésica en 2009, llamada SmartHand, que funciona como una mano real, lo que permite a los pacientes escribir con ella, teclear en un teclado , tocar el piano y realizar otros movimientos finos. La prótesis tiene sensores que permiten al paciente sentir una sensación real en la punta de sus dedos. ^[60]

Visión

Artículo principal: Visión por computadora

Ver también: Unidad de procesamiento de visión

La visión por computadora es la ciencia y la tecnología de las máquinas que ven. Como disciplina científica, la visión por computadora se ocupa de la teoría detrás de los sistemas artificiales que extraen información de las imágenes. Los datos de imagen pueden tomar muchas formas, como secuencias de video y vistas de cámaras.

En la mayoría de las aplicaciones prácticas de visión por computadora, las computadoras están preprogramadas para resolver una tarea en particular, pero los métodos basados ​​en el aprendizaje se están volviendo cada vez más comunes.

Los sistemas de visión por computadora se basan en sensores de imagen que detectan la radiación electromagnética que generalmente se encuentra en forma de luz visible o luz infrarroja . Los sensores están diseñados utilizando la física de estado sólido . El proceso por el cual la luz se propaga y se refleja en las superficies se explica mediante la óptica . Los sensores de imagen sofisticados incluso requieren la mecánica cuántica para proporcionar una comprensión completa del proceso de formación de imágenes. Los robots también pueden equiparse con múltiples sensores de visión para poder calcular mejor la sensación de profundidad en el entorno. Al igual que los ojos humanos, los "ojos" de los robots también deben poder enfocarse en un área de interés particular y también adaptarse a las variaciones en la intensidad de la luz.

Existe un subcampo dentro de la visión por computadora donde los sistemas artificiales están diseñados para imitar el procesamiento y el comportamiento del sistema biológico , en diferentes niveles de complejidad. Además, algunos de los métodos basados ​​en el aprendizaje desarrollados dentro de la visión por computadora tienen su experiencia en biología.

Otro

Otras formas comunes de detección en robótica utilizan lidar, radar y sonar. ^[61] Lidar mide la distancia a un objetivo iluminando el objetivo con luz láser y midiendo la luz reflejada con un sensor. El radar utiliza ondas de radio para determinar el alcance, el ángulo o la velocidad de los objetos. Sonar utiliza la propagación del sonido para navegar, comunicarse o detectar objetos sobre o debajo de la superficie del agua.

Manipulación

Robot industrial KUKA en funcionamiento en una fundición

Puma, uno de los primeros robots industriales

Baxter, un robot industrial moderno y versátil desarrollado por Rodney Brooks

Más información: manipulador móvil

Matt Mason ha proporcionado una definición de manipulación robótica como: "manipulación se refiere al control de un agente de su entorno a través del contacto selectivo". ^[62]

Los robots necesitan manipular objetos; recoger, modificar, destruir o tener algún efecto. Por lo tanto, el extremo funcional de un brazo de robot destinado a realizar el efecto (ya sea una mano o una herramienta) a menudo se denomina efectores finales , ^[63] mientras que el "brazo" se denomina manipulador . ^[64] La mayoría de los brazos robóticos tienen efectores finales reemplazables, cada uno de los cuales les permite realizar una pequeña gama de tareas. Algunos tienen un manipulador fijo que no se puede reemplazar, mientras que algunos tienen un manipulador de propósito muy general, por ejemplo, una mano humanoide. ^{[sesenta y cinco]}

Pinzas mecánicas

Uno de los tipos más comunes de efectores finales son las "pinzas". En su manifestación más simple, consta de solo dos dedos que pueden abrirse y cerrarse para recoger y soltar una variedad de objetos pequeños. Los dedos pueden, por ejemplo, estar hechos de una cadena con un alambre de metal que la atraviesa. ^{[66] Las} manos que se parecen y funcionan más como una mano humana incluyen la Mano Sombra y la Mano Robonauta . ^{[67] Las} manos que tienen una complejidad de nivel medio incluyen la mano de Delft . ^{[68] [69]}Las pinzas mecánicas pueden venir en varios tipos, incluida la fricción y las mordazas envolventes. Las mordazas de fricción utilizan toda la fuerza de la pinza para mantener el objeto en su lugar mediante fricción. Las mandíbulas envolventes sostienen el objeto en su lugar, utilizando menos fricción.

Efectores finales de succión

Los efectores terminales de succión, alimentados por generadores de vacío, son dispositivos astrictivos ^[70] muy simples que pueden soportar cargas muy grandes siempre que la superficie de prensión sea ​​lo suficientemente lisa para asegurar la succión.

Los robots de selección y colocación para componentes electrónicos y para objetos grandes como parabrisas de automóviles, a menudo utilizan efectores finales de vacío muy simples.

La succión es un tipo de efector final muy utilizado en la industria, en parte porque la conformidad natural de los efectores finales de succión blanda puede permitir que un robot sea más robusto en presencia de una percepción robótica imperfecta. Como ejemplo: considere el caso de un sistema de visión de robot que estima la posición de una botella de agua, pero tiene 1 centímetro de error. Si bien esto puede hacer que una pinza mecánica rígida perfore la botella de agua, el efector final de succión suave puede doblarse ligeramente y adaptarse a la forma de la superficie de la botella de agua.

Efectores de propósito general

Algunos robots avanzados están comenzando a usar manos completamente humanoides, como la Mano Sombría, MANUS, ^[71] y la mano Schunk . ^[72] Estos son manipuladores muy diestros, con hasta 20 grados de libertad y cientos de sensores táctiles. ^[73]

Locomoción

Artículos principales: Robot de locomoción y Robot móvil.

Robots rodantes

Segway en el museo del Robot en Nagoya

Por simplicidad, la mayoría de los robots móviles tienen cuatro ruedas o varias pistas continuas . Algunos investigadores han intentado crear robots con ruedas más complejos con solo una o dos ruedas. Estos pueden tener ciertas ventajas, como una mayor eficiencia y piezas reducidas, además de permitir que un robot navegue en lugares confinados que un robot de cuatro ruedas no podría hacerlo.

Robots de equilibrio de dos ruedas

Los robots de equilibrio generalmente usan un giroscopio para detectar cuánto está cayendo un robot y luego mueven las ruedas proporcionalmente en la misma dirección, para contrarrestar la caída a cientos de veces por segundo, según la dinámica de un péndulo invertido . ^[74] Se han diseñado muchos robots equilibradores diferentes. ^[75] Si bien el Segway no se considera comúnmente como un robot, se puede pensar en él como un componente de un robot, cuando se usa como tal Segway se refiere a ellos como RMP (Robotic Mobility Platform). Un ejemplo de este uso ha sido como el Robonaut de la NASA que se ha montado en un Segway. ^[76]

Robots de equilibrio de una rueda

Artículo principal: monociclo autoequilibrado

Un robot de equilibrio de una rueda es una extensión de un robot de equilibrio de dos ruedas para que pueda moverse en cualquier dirección 2D utilizando una bola redonda como única rueda. Recientemente se han diseñado varios robots equilibradores de una rueda, como el " Ballbot " de la Universidad Carnegie Mellon, que tiene la altura y el ancho aproximados de una persona, y el "BallIP" de la Universidad Tohoku Gakuin . ^[77] Debido a la forma alargada y delgada y la capacidad de maniobrar en espacios reducidos, tienen el potencial de funcionar mejor que otros robots en entornos con personas. ^[78]

Robots de orbe esférico

Artículo principal: robot esférico

Se han realizado varios intentos en robots que están completamente dentro de una bola esférica, ya sea haciendo girar un peso dentro de la bola, ^{[79] [80]} o girando las carcasas exteriores de la esfera. ^{[81] [82]} Estos también se conocen como un robot orbe ^[83] o un robot de pelota. ^{[84] [85]}

Robots de seis ruedas

El uso de seis ruedas en lugar de cuatro puede brindar una mejor tracción o agarre en terrenos al aire libre, como tierra rocosa o césped.

Robots rastreados

Robots militares TALON utilizados por el ejército de los Estados Unidos

Las orugas del tanque proporcionan aún más tracción que un robot de seis ruedas. Las ruedas con orugas se comportan como si estuvieran hechas de cientos de ruedas, por lo que son muy comunes para los robots militares y de exterior, donde el robot debe conducir en terrenos muy accidentados. Sin embargo, son difíciles de usar en interiores, como alfombras y suelos lisos. Los ejemplos incluyen Urban Robot "Urbie" de la NASA. ^[86]

Caminar aplicado a robots

Caminar es un problema dinámico y difícil de resolver. Se han fabricado varios robots que pueden caminar de forma fiable sobre dos piernas, sin embargo, todavía no se ha fabricado ninguno que sea tan robusto como un humano. Se han realizado muchos estudios sobre la marcha inspirada en humanos, como el laboratorio AMBER que fue establecido en 2008 por el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad Texas A&M. ^[87] Se han construido muchos otros robots que caminan sobre más de dos patas, debido a que estos robots son significativamente más fáciles de construir. ^{[88] [89]} Los robots que caminan se pueden utilizar para terrenos irregulares, lo que proporcionaría una mejor movilidad y eficiencia energética que otros métodos de locomoción. Por lo general, los robots en dos piernas pueden caminar bien en pisos planos y ocasionalmente pueden subir escaleras.. Nadie puede caminar sobre terreno rocoso e irregular. Algunos de los métodos que se han probado son:

Técnica ZMP

Artículo principal: Punto de momento cero

El punto de momento cero (ZMP) es el algoritmo utilizado por robots como el ASIMO de Honda . La computadora a bordo del robot intenta mantener las fuerzas inerciales totales (la combinación de la gravedad de la Tierra y la aceleración y desaceleración de caminar), exactamente opuestas por la fuerza de reacción del piso (la fuerza del piso empujando hacia atrás sobre el pie del robot). De esta manera, las dos fuerzas se anulan sin dejar ningún momento (fuerza que hace que el robot gire y se caiga). ^[90]Sin embargo, no es exactamente así como camina un ser humano, y la diferencia es obvia para los observadores humanos, algunos de los cuales han señalado que ASIMO camina como si necesitara el baño . ^{[91] [92] [93]} El algoritmo de caminar de ASIMO no es estático y se utiliza algo de equilibrio dinámico (ver más abajo). Sin embargo, todavía requiere una superficie lisa para caminar.

Saltando

Varios robots, construidos en la década de 1980 por Marc Raibert en el Laboratorio de Piernas del MIT , demostraron con éxito una marcha muy dinámica. Inicialmente, un robot con una sola pierna y un pie muy pequeño podía mantenerse erguido simplemente saltando . El movimiento es el mismo que el de una persona en un salto . Cuando el robot cae hacia un lado, salta levemente en esa dirección para agarrarse a sí mismo. ^[94] Pronto, el algoritmo se generalizó a dos y cuatro patas. Se demostró un robot bípedo corriendo e incluso realizando saltos mortales . ^[95] También se demostró un cuadrúpedo que podía trotar , correr, caminary atado. ^[96] Para obtener una lista completa de estos robots, consulte la página MIT Leg Lab Robots. ^[97]

Equilibrio dinámico (caída controlada)

Una forma más avanzada para que un robot camine es mediante el uso de un algoritmo de equilibrio dinámico, que es potencialmente más robusto que la técnica Zero Moment Point, ya que monitorea constantemente el movimiento del robot y coloca los pies para mantener la estabilidad. ^[98] Esta técnica fue demostrada recientemente por Dexter Robot de Anybots , ^[99] que es tan estable que incluso puede saltar. ^[100] Otro ejemplo es el TU Delft Flame .

Dinámica pasiva

Artículo principal: dinámica pasiva

Quizás el enfoque más prometedor utiliza la dinámica pasiva en la que se utiliza el impulso de las extremidades oscilantes para una mayor eficiencia . Se ha demostrado que los mecanismos humanoides totalmente sin potencia pueden caminar por una pendiente suave, utilizando solo la gravedad para impulsarse. Con esta técnica, un robot solo necesita suministrar una pequeña cantidad de potencia del motor para caminar sobre una superficie plana o un poco más para caminar cuesta arriba . Esta técnica promete hacer que los robots andantes sean al menos diez veces más eficientes que los andadores ZMP, como ASIMO. ^{[101] [102]}

Otros métodos de locomoción

Volando

Un avión de pasajeros moderno es esencialmente un robot volador , con dos humanos para manejarlo. El piloto automático puede controlar el avión en cada etapa del viaje, incluido el despegue, el vuelo normal e incluso el aterrizaje. ^[103] Otros robots voladores están deshabitados y se conocen como vehículos aéreos no tripulados (UAV). Pueden ser más pequeños y ligeros sin un piloto humano a bordo y volar a territorios peligrosos para misiones de vigilancia militar. Algunos incluso pueden disparar contra objetivos bajo mando. También se están desarrollando vehículos aéreos no tripulados que pueden disparar contra objetivos automáticamente, sin la necesidad de un comando de un humano. Otros robots voladores incluyen los misiles de crucero , el Entomopter y elRobot helicóptero Epson . Los robots como Air Penguin, Air Ray y Air Jelly tienen cuerpos más ligeros que el aire, propulsados ​​por paletas y guiados por un sonar.

Serpiente

Dos serpientes robot. El izquierdo tiene 64 motores (con 2 grados de libertad por segmento), el derecho 10.

Se han desarrollado con éxito varios robots serpiente . Imitando la forma en que se mueven las serpientes reales, estos robots pueden navegar por espacios muy reducidos, lo que significa que algún día pueden usarse para buscar personas atrapadas en edificios derrumbados. ^[104] El robot serpiente japonés ACM-R5 ^[105] puede incluso navegar tanto en tierra como en agua. ^[106]

Patinaje

Se ha desarrollado una pequeña cantidad de robots patinadores , uno de los cuales es un dispositivo multimodo para caminar y patinar. Tiene cuatro patas, con ruedas sin motor, que pueden pisar o rodar. ^[107] Otro robot, Plen, puede usar una patineta o patines en miniatura y patinar sobre un escritorio. ^[108]

Capuchino, un robot trepador

Escalada

Se han utilizado varios enfoques diferentes para desarrollar robots que tengan la capacidad de escalar superficies verticales. Un enfoque imita los movimientos de un escalador humano en una pared con protuberancias; ajustando el centro de masa y moviendo cada extremidad a su vez para ganar influencia. Un ejemplo de esto es Capuchin, ^[109] construido por el Dr. Ruixiang Zhang en la Universidad de Stanford, California. Otro enfoque utiliza el método especializado de la almohadilla para los dedos de los geckoes trepadores de paredes , que pueden correr sobre superficies lisas como vidrio vertical. Ejemplos de este enfoque incluyen Wallbot ^[110] y Stickybot. ^[111]

El Technology Daily de China informó el 15 de noviembre de 2008 que el Dr. Li Hiu Yeung y su grupo de investigación de New Concept Aircraft ( Zhuhai ) Co., Ltd. habían desarrollado con éxito un robot gecko biónico llamado " Speedy Freelander ". Según el Dr. Yeung, el robot gecko podría subir y bajar rápidamente una variedad de paredes de edificios, navegar a través de grietas en el suelo y las paredes y caminar boca abajo en el techo. También fue capaz de adaptarse a las superficies de vidrio liso, paredes rugosas, pegajosas o polvorientas, así como a varios tipos de materiales metálicos. También podría identificar y sortear obstáculos automáticamente. Su flexibilidad y velocidad eran comparables a las de un gecko natural. Un tercer enfoque consiste en imitar el movimiento de una serpiente trepando por un poste. ^[61]

Natación (Piscine)

Se calcula que al nadar algunos peces pueden alcanzar una eficiencia de propulsión superior al 90%. ^[112] Además, pueden acelerar y maniobrar mucho mejor que cualquier barco o submarino artificial , y producen menos ruido y menos perturbaciones en el agua. Por tanto, a muchos investigadores que estudian robots submarinos les gustaría copiar este tipo de locomoción. ^[113] Ejemplos notables son el Pez Robótico G9 de Ciencias de la Computación de la Universidad de Essex , ^[114] y el Robot Tuna construido por el Instituto de Robótica de Campo, para analizar y modelar matemáticamente el movimiento thuniforme . ^[115] El Aqua Penguin, ^[116]diseñado y construido por Festo de Alemania, copia la forma aerodinámica y la propulsión de las "aletas" frontales de los pingüinos . Festo también ha construido Aqua Ray y Aqua Jelly, que emulan la locomoción de las mantarrayas y las medusas, respectivamente.

Pez robótico: iSplash -II

En 2014, iSplash -II fue desarrollado por el estudiante de doctorado Richard James Clapham y el profesor Huosheng Hu en la Universidad de Essex. Fue el primer pez robótico capaz de superar a los peces carangiformes reales en términos de velocidad máxima promedio (medida en longitudes corporales / segundo) y resistencia, el tiempo que se mantiene la velocidad máxima. ^[117] Esta construcción alcanzó velocidades de nado de 11,6 BL / s (es decir, 3,7 m / s). ^[118] La primera construcción, iSplash- I (2014) fue la primera plataforma robótica en aplicar un movimiento de natación carangiforme de cuerpo completo que se encontró que aumenta la velocidad de natación en un 27% sobre el enfoque tradicional de una forma de onda confinada posterior. ^[119]

Navegando

El robot velero autónomo Vaimos

También se han desarrollado robots para veleros para realizar mediciones en la superficie del océano. Un robot de velero típico es el Vaimos ^[120] construido por IFREMER y ENSTA-Bretagne. Dado que la propulsión de los robots de veleros utiliza el viento, la energía de las baterías solo se utiliza para el ordenador, para la comunicación y para los actuadores (para afinar el timón y la vela). Si el robot está equipado con paneles solares, en teoría, el robot podría navegar para siempre. Las dos principales competiciones de robots para veleros son WRSC , que se celebra todos los años en Europa, y Sailbot .

Interacción ambiental y navegación

Artículos principales: Mapeo robótico y navegación robótica

El radar, el GPS y el lidar se combinan para proporcionar una navegación adecuada y evitar obstáculos (vehículo desarrollado para 2007 DARPA Urban Challenge )

Esta sección no cita ninguna fuente . Por favor, ayuda a mejorar esta sección mediante la adición de citas de fuentes confiables . El material no obtenido puede ser cuestionado y eliminado . ( Julio de 2009 ) ( Obtenga información sobre cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla )

Aunque un porcentaje significativo de robots en servicio en la actualidad son controlados por humanos o operan en un entorno estático, existe un interés creciente en los robots que pueden funcionar de forma autónoma en un entorno dinámico. Estos robots requieren una combinación de hardware y software de navegación para atravesar su entorno. En particular, eventos imprevistos (por ejemplo, personas y otros obstáculos que no están estacionarios) pueden causar problemas o colisiones. Algunos robots altamente avanzados, como ASIMO y Meinü robot, tienen un hardware y software de navegación robótica particularmente buenos. Además, los coches de auto-controlado , Ernst Dickmanns ' coche sin conductor , y las entradas de laDARPA Grand Challenge , son capaces de detectar bien el entorno y, posteriormente, tomar decisiones de navegación basadas en esta información, incluso mediante un enjambre de robots autónomos. ^[35] La mayoría de estos robots emplean un dispositivo de navegación GPS con puntos de referencia, junto con un radar , a veces combinado con otros datos sensoriales como lidar , cámaras de video y sistemas de guía inercial para una mejor navegación entre puntos de referencia.

Interacción humano-robot

Artículo principal: Interacción humano-robot

Kismet puede producir una variedad de expresiones faciales.

El estado del arte en inteligencia sensorial para robots tendrá que progresar en varios órdenes de magnitud si queremos que los robots que trabajan en nuestras casas vayan más allá de limpiar los pisos con aspiradora. Para que los robots funcionen de forma eficaz en los hogares y otros entornos no industriales, la forma en que se les instruya para que realicen su trabajo y, especialmente, la forma en que se les dirá que se detengan será de vital importancia. Las personas que interactúan con ellos pueden tener poca o ninguna formación en robótica, por lo que cualquier interfaz deberá ser extremadamente intuitiva. Los autores de ciencia ficción también suelen asumir que los robots eventualmente serán capaces de comunicarse con los humanos a través del habla , gestos y expresiones faciales , en lugar de una interfaz de línea de comandos.. Aunque el habla sería la forma más natural de comunicarse para el ser humano, no es natural para el robot. Probablemente pasará mucho tiempo antes de que los robots interactúen con tanta naturalidad como el ficticio C-3PO , o Data of Star Trek, Next Generation .

Reconocimiento de voz

Artículo principal: reconocimiento de voz

Interpretar el flujo continuo de sonidos provenientes de un ser humano, en tiempo real , es una tarea difícil para una computadora, principalmente debido a la gran variabilidad del habla . ^[121] La misma palabra, dicha por la misma persona puede sonar diferente dependiendo de la acústica local , el volumen , la palabra anterior, si el hablante tiene o no un resfriado , etc. Se vuelve aún más difícil cuando el hablante tiene un acento diferente . ^[122]Sin embargo, se han logrado grandes avances en el campo desde que Davis, Biddulph y Balashek diseñaron el primer "sistema de entrada de voz" que reconoció "diez dígitos hablados por un solo usuario con 100% de precisión" en 1952. ^[123] Actualmente, el mejor Los sistemas pueden reconocer el habla continua y natural, hasta 160 palabras por minuto, con una precisión del 95%. ^[124] Con la ayuda de la inteligencia artificial, las máquinas de hoy en día pueden usar la voz de las personas para identificar sus emociones , como satisfacción o enojo ^[125]

Voz robótica

Existen otros obstáculos al permitir que el robot use la voz para interactuar con los humanos. Por razones sociales, la voz sintética resulta subóptima como medio de comunicación ^[126], por lo que es necesario desarrollar el componente emocional de la voz robótica a través de diversas técnicas. ^{[127] [128]} Una ventaja de la ramificación difónica es la emoción que el robot está programado para proyectar, que se puede llevar en la cinta de voz, o fonema, ya preprogramado en los medios de voz. Uno de los primeros ejemplos es un robot de enseñanza llamado leachim desarrollado en 1974 por Michael J. Freeman . ^{[129] [130]} Leachim pudo convertir la memoria digital en un habla verbal rudimentaria en discos de computadora pregrabados.^[131] Fue programado para enseñar a estudiantes en el Bronx, Nueva York . ^[131]

Gestos

Más información: reconocimiento de gestos

Uno puede imaginar, en el futuro, explicarle a un chef robot cómo hacer un pastel o pedir instrucciones a un policía robot. En ambos casos, hacer gestos con las manos ayudaría a las descripciones verbales. En el primer caso, el robot estaría reconociendo los gestos hechos por el humano y quizás repitiéndolos para confirmarlos. En el segundo caso, el oficial de policía robot haría un gesto para indicar "calle abajo, luego girar a la derecha". Es probable que los gestos formen parte de la interacción entre humanos y robots. ^[132] Se han desarrollado muchos sistemas para reconocer los gestos de las manos humanas. ^[133]

Expresión facial

Más información: reconocimiento de emociones

Las expresiones faciales pueden proporcionar información rápida sobre el progreso de un diálogo entre dos humanos, y pronto podrán hacer lo mismo con humanos y robots. Hanson Robotics ha construido caras robóticas utilizando su polímero elástico llamado Frubber , lo que permite una gran cantidad de expresiones faciales debido a la elasticidad del revestimiento facial de goma y los motores subsuperficiales integrados ( servos ). ^[134] El revestimiento y los servos están construidos sobre un cráneo de metal . Un robot debe saber cómo acercarse a un humano, a juzgar por su expresión facial y lenguaje corporal . El hecho de que la persona esté feliz, asustada o con aspecto de loco afecta el tipo de interacción que se espera del robot. Asimismo, a los robots les gustaKismet y la adición más reciente, Nexi ^[135] pueden producir una variedad de expresiones faciales, lo que le permite tener intercambios sociales significativos con los humanos. ^[136]

Emociones artificiales

También se pueden generar emociones artificiales, compuestas por una secuencia de expresiones faciales y / o gestos. Como puede verse en la película Final Fantasy: The Spirits Within , la programación de estas emociones artificiales es compleja y requiere una gran cantidad de observación humana. Para simplificar esta programación en la película, se crearon ajustes preestablecidos junto con un programa de software especial. Esto redujo la cantidad de tiempo necesario para hacer la película. Estos ajustes preestablecidos posiblemente podrían transferirse para su uso en robots de la vida real.

Personalidad

Muchos de los robots de ciencia ficción tienen una personalidad , algo que puede ser deseable o no en los robots comerciales del futuro. ^[137] No obstante, los investigadores están tratando de crear robots que parezcan tener personalidad: ^{[138] [139]} es decir, utilizan sonidos, expresiones faciales y lenguaje corporal para tratar de transmitir un estado interno, que puede ser alegría, tristeza, o miedo. Un ejemplo comercial es Pleo , un dinosaurio robot de juguete, que puede exhibir varias emociones aparentes. ^[140]

Inteligencia social

El Laboratorio de Máquinas Socialmente Inteligentes del Instituto de Tecnología de Georgia investiga nuevos conceptos de interacción de enseñanza guiada con robots. El objetivo de los proyectos es un robot social que aprende tareas y objetivos a partir de demostraciones humanas sin conocimiento previo de conceptos de alto nivel. Estos nuevos conceptos se basan en datos de sensores continuos de bajo nivel a través del aprendizaje no supervisado , y los objetivos de las tareas se aprenden posteriormente mediante un enfoque bayesiano. Estos conceptos se pueden utilizar para transferir conocimientos a tareas futuras, lo que resulta en un aprendizaje más rápido de esas tareas. Los resultados los demuestra el robot Curi, que puede colocar un poco de pasta de una olla en un plato y servir la salsa encima. ^[141]

Control

Puppet Magnus , una marioneta manipulada por robot con complejos sistemas de control.

RuBot II puede resolver manualmente los cubos de Rubik.

Más información: Sistema de control

Esta sección no cita ninguna fuente . Por favor, ayuda a mejorar esta sección mediante la adición de citas de fuentes confiables . El material no obtenido puede ser cuestionado y eliminado . ( Julio de 2009 ) ( Obtenga información sobre cómo y cuándo eliminar este mensaje de plantilla )

La estructura mecánica de un robot debe controlarse para realizar tareas. El control de un robot implica tres fases distintas: percepción, procesamiento y acción ( paradigmas robóticos ). Los sensores dan información sobre el entorno o el propio robot (por ejemplo, la posición de sus articulaciones o su efector final). Esta información luego se procesa para ser almacenada o transmitida y para calcular las señales apropiadas a los actuadores ( motores ) que mueven la mecánica.

La fase de procesamiento puede variar en complejidad. A nivel reactivo, puede traducir la información sin procesar del sensor directamente en comandos del actuador. La fusión de sensores puede usarse primero para estimar parámetros de interés (por ejemplo, la posición de la pinza del robot) a partir de datos de sensores ruidosos. De estas estimaciones se infiere una tarea inmediata (como mover la pinza en una determinada dirección). Las técnicas de la teoría del control convierten la tarea en comandos que impulsan los actuadores.

En escalas de tiempo más largas o con tareas más sofisticadas, el robot puede necesitar construir y razonar con un modelo "cognitivo". Los modelos cognitivos intentan representar al robot, el mundo y cómo interactúan. El reconocimiento de patrones y la visión por computadora se pueden usar para rastrear objetos. Se pueden utilizar técnicas de mapeo para construir mapas del mundo. Finalmente, la planificación del movimiento y otras técnicas de inteligencia artificial pueden usarse para descubrir cómo actuar. Por ejemplo, un planificador puede descubrir cómo lograr una tarea sin chocar con obstáculos, caerse, etc.

Niveles de autonomía

TOPIO , un robot humanoide , jugó al ping pong en Tokyo IREX 2009. ^[142]

Los sistemas de control también pueden tener distintos niveles de autonomía.

1. La interacción directa se utiliza para dispositivos hápticos o teleoperados, y el ser humano tiene un control casi completo sobre el movimiento del robot.
2. Los modos de asistencia al operador tienen al operador al mando de tareas de nivel medio a alto, y el robot determina automáticamente cómo lograrlas. ^[143]
3. Un robot autónomo puede estar sin interacción humana durante largos períodos de tiempo. Los niveles más altos de autonomía no requieren necesariamente capacidades cognitivas más complejas. Por ejemplo, los robots en las plantas de ensamblaje son completamente autónomos pero operan con un patrón fijo.

Otra clasificación tiene en cuenta la interacción entre el control humano y los movimientos de la máquina.

1. Teleoperación . Un ser humano controla cada movimiento, cada cambio de actuador de la máquina es especificado por el operador.
2. De supervisor. Un ser humano especifica movimientos generales o cambios de posición y la máquina decide movimientos específicos de sus actuadores.
3. Autonomía a nivel de tareas. El operador especifica solo la tarea y el robot se las arregla para completarla.
4. Autonomía total. La máquina creará y completará todas sus tareas sin interacción humana.

Investigación

Más información: robótica de código abierto , robótica evolutiva , áreas de robótica , y simulador de Robótica

Dos ingenieros del Laboratorio de Propulsión a Chorro están parados con tres vehículos, proporcionando una comparación de tamaño de tres generaciones de rovers de Marte. Al frente y al centro está el vuelo de repuesto del primer rover de Marte, Sojourner , que aterrizó en Marte en 1997 como parte del Proyecto Mars Pathfinder. A la izquierda hay un vehículo de prueba Mars Exploration Rover (MER) que es un hermano funcional de Spirit y Opportunity , que aterrizó en Marte en 2004. A la derecha, un vehículo de prueba para el Mars Science Laboratory, que aterrizó en Marte Curiosity en 2012 .

Sojourner mide 65 cm (2,13 pies) de largo. Los Mars Exploration Rovers (MER) tienen 1,6 m (5,2 pies) de largo. La curiosidad de la derecha mide 3 m (9,8 pies) de largo.

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. Otras investigaciones, como el proyecto cyberflora del MIT , son casi totalmente académicas.

Una primera innovación nueva en particular en el diseño de robots es el código abierto de proyectos de robots. Para describir el nivel de avance de un robot, se puede utilizar el término "Generación de robots". Este término fue acuñado por el profesor Hans Moravec , científico investigador principal del Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon , al describir la evolución futura de la tecnología robótica. Los robots de primera generación , predijo Moravec en 1997, deberían tener una capacidad intelectual comparable a la de un lagarto y deberían estar disponibles para 2010. Sin embargo, debido a que el robot de primera generación sería incapaz de aprender , Moravec predice que la segunda generaciónEl robot sería una mejora con respecto al primero y estaría disponible para 2020, con una inteligencia tal vez comparable a la de un mouse . El robot de tercera generación debería tener una inteligencia comparable a la de un mono . Aunque los robots de cuarta generación , robots con inteligencia humana , predice el profesor Moravec, serían posibles, no predice que esto suceda antes de alrededor de 2040 o 2050. ^[144]

El segundo son los robots evolutivos . Esta es una metodología que utiliza computación evolutiva para ayudar a diseñar robots, especialmente la forma del cuerpo, o controladores de movimiento y comportamiento . De manera similar a la evolución natural , una gran población de robots puede competir de alguna manera, o su capacidad para realizar una tarea se mide mediante una función de aptitud.. Aquellos que se desempeñan peor se eliminan de la población y se reemplazan por un nuevo conjunto, que tiene nuevos comportamientos basados ​​en los de los ganadores. Con el tiempo, la población mejora y, finalmente, puede aparecer un robot satisfactorio. Esto sucede sin ninguna programación directa de los robots por parte de los investigadores. Los investigadores utilizan este método tanto para crear mejores robots, ^[145] como para explorar la naturaleza de la evolución. ^[146] Debido a que el proceso a menudo requiere la simulación de muchas generaciones de robots, ^[147] esta técnica puede ejecutarse total o principalmente en simulación , utilizando un paquete de software de simulación de robot , y luego probada en robots reales una vez que los algoritmos evolucionados sean lo suficientemente buenos. ^[148]Actualmente, hay alrededor de 10 millones de robots industriales trabajando en todo el mundo, y Japón es el principal país con una alta densidad de robots en su industria de fabricación. ^{[ cita requerida ]}

Dinámica y cinemática

Más información: Cinemática y Dinámica (mecánica)

Video externo
Cómo funciona el juguete BB-8 Sphero

El estudio del movimiento se puede dividir en cinemática y dinámica . ^[149] La cinemática directa o cinemática directa se refiere al cálculo de la posición, orientación, velocidad y aceleración del efector final cuando se conocen los valores de articulación correspondientes. La cinemática inversa se refiere al caso opuesto en el que los valores de unión requeridos se calculan para valores de efector final dados, como se hizo en la planificación de ruta. Algunos aspectos especiales de la cinemática incluyen el manejo de la redundancia (diferentes posibilidades de realizar el mismo movimiento), la prevención de colisiones y la singularidad.evitación. Una vez que se han calculado todas las posiciones, velocidades y aceleraciones relevantes utilizando la cinemática , se utilizan métodos del campo de la dinámica para estudiar el efecto de las fuerzas sobre estos movimientos. La dinámica directa se refiere al cálculo de las aceleraciones en el robot una vez que se conocen las fuerzas aplicadas. La dinámica directa se utiliza en simulaciones por computadora del robot. La dinámica inversa se refiere al cálculo de las fuerzas del actuador necesarias para crear una aceleración prescrita del efector final. Esta información se puede utilizar para mejorar los algoritmos de control de un robot.

En cada área mencionada anteriormente, los investigadores se esfuerzan por desarrollar nuevos conceptos y estrategias, mejorar los existentes y mejorar la interacción entre estas áreas. Para hacer esto, se deben desarrollar e implementar criterios para un rendimiento "óptimo" y formas de optimizar el diseño, la estructura y el control de los robots.

Biónica y biomimética

La biónica y la biomimética aplican la fisiología y los métodos de locomoción de los animales al diseño de robots. Por ejemplo, el diseño de BionicKangaroo se basó en la forma en que saltan los canguros.

Computación cuántica

Se han realizado algunas investigaciones sobre si los algoritmos robóticos pueden ejecutarse más rápidamente en computadoras cuánticas que en computadoras digitales . Esta área se ha denominado robótica cuántica. ^[150]

Educación y formación

Artículo principal: Robótica educativa

El robot educativo SCORBOT-ER 4u

Los ingenieros de robótica diseñan robots, los mantienen, desarrollan nuevas aplicaciones para ellos y realizan investigaciones para expandir el potencial de la robótica. ^{[151] Los} robots se han convertido en una herramienta educativa popular en algunas escuelas intermedias y secundarias, particularmente en algunas partes de los EE . UU. , ^[152] así como en numerosos campamentos de verano para jóvenes, aumentando el interés en la programación, la inteligencia artificial y la robótica entre los estudiantes.

Formación profesional

Universidades como Worcester Polytechnic Institute (WPI) ofrecen títulos de licenciatura , maestría y doctorado en el campo de la robótica. ^[153] Las escuelas profesionales ofrecen formación en robótica dirigida a carreras en robótica.

Certificación

La Robotics Certification Standards Alliance (RCSA) es una autoridad internacional de certificación de robótica que confiere varias certificaciones de robótica relacionadas con la industria y la educación.

Campamento de verano de robótica

Varios programas de campamentos de verano nacionales incluyen la robótica como parte de su plan de estudios básico. Además, museos e instituciones célebres ofrecen con frecuencia programas de robótica de verano para jóvenes.

Concursos de robótica

Artículo principal: Competencia de robots

Hay muchas competiciones en todo el mundo. El plan de estudios de SeaPerch está dirigido a estudiantes de todas las edades. Esta es una breve lista de ejemplos de competencias; para obtener una lista más completa, consulte Competencia de robots .

Concursos para niños más pequeños

La organización FIRST ofrece las competencias FIRST Lego League Jr. para niños más pequeños. El objetivo de esta competencia es ofrecer a los niños más pequeños la oportunidad de comenzar a aprender sobre ciencia y tecnología. Los niños en esta competencia construyen modelos de Lego y tienen la opción de usar el kit de robótica Lego WeDo.

Concursos para niños de 9 a 14 años

Una de las competiciones más importantes es la FLL o FIRST Lego League . La idea de esta competencia específica es que los niños comiencen a desarrollar conocimientos y a incursionar en la robótica mientras juegan con Lego desde los nueve años. Esta competencia está asociada con National Instruments . Los niños usan Lego Mindstorms para resolver desafíos de robótica autónoma en esta competencia.

Concursos para adolescentes

Artículo principal: PRIMERO

El FIRST Tech Challenge está diseñado para estudiantes de nivel intermedio, como una transición de la FIRST Lego League a la FIRST Robotics Competition .

La FIRST Robotics Competition se centra más en el diseño mecánico, con un juego específico que se juega cada año. Los robots se construyen específicamente para el juego de ese año. En match play, el robot se mueve de forma autónoma durante los primeros 15 segundos del juego (aunque ciertos años como el Deep Space de 2019 cambian esta regla), y se opera manualmente durante el resto del partido.

Concursos para estudiantes mayores

Las diversas competiciones de RoboCup incluyen equipos de adolescentes y estudiantes universitarios. Estas competencias se enfocan en competencias de fútbol con diferentes tipos de robots, competencias de baile y competencias de búsqueda y rescate urbano. Todos los robots en estas competencias deben ser autónomos. Algunas de estas competiciones se centran en robots simulados.

AUVSI organiza concursos de robots voladores , botes robot y robots submarinos .

El Student AUV Competition Europe ^[154] (SAUC-E) atrae principalmente a equipos de estudiantes de pregrado y posgrado. Al igual que en las competiciones AUVSI, los robots deben ser totalmente autónomos mientras participan en la competición.

El Microtransat Challenge es una competición para navegar en barco a través del Océano Atlántico.

Concursos abiertos a todo el mundo

RoboGames está abierto a cualquiera que desee competir en sus más de 50 categorías de competencias de robots.

La Federación de la Asociación Internacional de Fútbol Robótico organiza las competiciones de la Copa del Mundo FIRA. Hay competiciones de robots voladores, competiciones de fútbol con robots y otros desafíos, que incluyen barras de levantamiento de pesas hechas con tacos y CD.

Programas extracurriculares de robótica

Muchas escuelas de todo el país están comenzando a agregar programas de robótica a su plan de estudios extracurricular. Algunos programas importantes de robótica después de la escuela incluyen FIRST Robotics Competition , Botball y BEST Robotics. ^{[155] Los} concursos de robótica a menudo incluyen aspectos comerciales y de marketing, así como de ingeniería y diseño.

La compañía Lego inició un programa para que los niños aprendan y se entusiasmen con la robótica a una edad temprana. ^[156]

Robótica Educativa Decolonial

La Robótica Educativa Decolonial es una rama de la Tecnología Decolonial y la IA Decolonial, ^[157] practicada en varios lugares del mundo. Esta metodología se resume en teorías y prácticas pedagógicas como la Pedagogía del Oprimido y los métodos Montessori . Y tiene como objetivo la enseñanza de la robótica desde la cultura local, para pluralizar y mezclar conocimientos tecnológicos. ^[158]

Empleo

Un técnico de robots construye pequeños robots todoterreno. (Cortesía: MobileRobots, Inc.)

Artículo principal: Desempleo tecnológico

La robótica es un componente esencial en muchos entornos de fabricación modernos. A medida que las fábricas aumentan el uso de robots, el número de trabajos relacionados con la robótica crece y se ha observado que aumenta constantemente. ^[159] El empleo de robots en las industrias ha aumentado la productividad y los ahorros de eficiencia y, por lo general, se considera una inversión a largo plazo para los benefactores. Un artículo de Michael Osborne y  Carl Benedikt Frey  descubrió que el 47 por ciento de los empleos estadounidenses están en riesgo de automatización "durante un número indeterminado de años". ^[160] Estas afirmaciones han sido criticadas sobre la base de que la política social, no la IA, causa desempleo. ^[161]En un artículo de 2016 en The Guardian, Stephen Hawking declaró: "La automatización de las fábricas ya ha diezmado los puestos de trabajo en la fabricación tradicional, y es probable que el aumento de la inteligencia artificial extienda esta destrucción de puestos de trabajo a las clases medias, con solo los más cariñosos y creativos". o funciones de supervisión restantes ". ^[162]

Implicaciones para la seguridad y la salud en el trabajo

Artículo principal: seguridad robótica en el lugar de trabajo

Un documento de debate elaborado por EU-OSHA destaca cómo la difusión de la robótica presenta tanto oportunidades como desafíos para la seguridad y salud en el trabajo (SST). ^[163]

Los mayores beneficios en materia de SST que se derivan del uso más amplio de la robótica deberían ser la sustitución de personas que trabajan en entornos insalubres o peligrosos. En el espacio, la defensa, la seguridad o la industria nuclear, pero también en la logística, el mantenimiento y la inspección, los robots autónomos son particularmente útiles para reemplazar a los trabajadores humanos que realizan tareas sucias, aburridas o inseguras, evitando así la exposición de los trabajadores a agentes y condiciones peligrosas y reducir los riesgos físicos, ergonómicos y psicosociales. Por ejemplo, los robots ya se utilizan para realizar tareas repetitivas y monótonas, para manipular material radiactivo o para trabajar en atmósferas explosivas. En el futuro, los robots realizarán muchas otras tareas altamente repetitivas, riesgosas o desagradables en una variedad de sectores como la agricultura, la construcción, el transporte, la atención médica, la extinción de incendios o los servicios de limpieza.^[164]

A pesar de estos avances, existen ciertas habilidades para las que los humanos estarán mejor preparados que las máquinas durante algún tiempo y la pregunta es cómo lograr la mejor combinación de habilidades humanas y robóticas. Las ventajas de la robótica incluyen trabajos pesados ​​con precisión y repetibilidad, mientras que las ventajas de los humanos incluyen creatividad, toma de decisiones, flexibilidad y adaptabilidad. Esta necesidad de combinar habilidades óptimas ha resultado en robots colaborativosy humanos compartiendo un espacio de trabajo común más estrechamente y condujo al desarrollo de nuevos enfoques y estándares para garantizar la seguridad de la "fusión hombre-robot". Algunos países europeos están incluyendo la robótica en sus programas nacionales y están tratando de promover una cooperación segura y flexible entre robots y operadores para lograr una mejor productividad. Por ejemplo, el Instituto Federal Alemán de Seguridad y Salud en el Trabajo ( BAuA ) organiza talleres anuales sobre el tema "colaboración humano-robot".

En el futuro, la cooperación entre robots y humanos se diversificará, los robots aumentarán su autonomía y la colaboración humano-robot alcanzará formas completamente nuevas. Deberán revisarse los enfoques y las normas técnicas actuales ^{[165] [166] que tienen como} objetivo proteger a los empleados del riesgo de trabajar con robots colaborativos.

Ver también

• Inteligencia artificial
• Robot autónomo
• Robótica en la nube
• Robótica cognitiva
• Robótica evolutiva
• Robótica de niebla
• Glosario de robótica
• Índice de artículos de robótica
• Mecatrónica
• Sistema de agentes múltiples
• Esquema de robótica
• Roboética
• Derechos de robot
• Arte robótico
• Gobernanza robótica
• Robótica blanda
• Robot modular autoconfigurable

Referencias

1. "Biblioteca Nacional Alemana" . Sistema de clasificación internacional de la Biblioteca Nacional Alemana (GND) .
2. Nocks, Lisa (2007). El robot: la historia de vida de una tecnología . Westport, CT: Grupo editorial de Greenwood.
3. Zunt, Dominik. "¿Quién inventó realmente la palabra" robot "y qué significa?" . El sitio web de Karel Čapek. Archivado desde el original el 23 de enero de 2013 . Consultado el 5 de febrero de 2017 .
4. Asimov, Isaac (1996) [1995]. "Las Crónicas del Robot". Oro . Londres: Voyager. págs. 224–225. ISBN 978-0-00-648202-4.
5. Asimov, Isaac (1983). "4 La palabra que inventé". Contando los eones . Doubleday. Bibcode : 1983coeo.book ..... A . La robótica se ha convertido en una tecnología lo suficientemente bien desarrollada como para justificar artículos y libros sobre su historia y lo he visto con asombro, y con cierta incredulidad, porque inventé ... la palabra
6. Svoboda, Elizabeth (25 de septiembre de 2019). "Su cirujano robot lo verá ahora" . Naturaleza . 573 (7775): S110 – S111. doi : 10.1038 / d41586-019-02874-0 . PMID 31554995 . 
7. "Robótica: sobre la exposición" . El Museo Tecnológico de la Innovación. Archivado desde el original el 13 de septiembre de 2008 . Consultado el 15 de septiembre de 2008 .
8. Needham, Joseph (1991). Ciencia y civilización en China: Volumen 2, Historia del pensamiento científico . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-05800-1.
9. Fowler, Charles B. (octubre de 1967). "El Museo de la Música: una historia de los instrumentos mecánicos". Revista de educadores musicales . 54 (2): 45–49. doi : 10.2307 / 3391092 . JSTOR 3391092 . S2CID 190524140 .  
10. Rosheim, Mark E. (1994). Robot Evolution: el desarrollo de la antrobótica . Wiley-IEEE. págs.  9-10 . ISBN 978-0-471-02622-8.
11. al-Jazari (artista islámico) , Encyclopædia Britannica .
12. Andrews, Evan (30 de agosto de 2018). "7 primeros robots y autómatas" . History.com .
13. Doctorado, Renato ME Sabbatini. "Sabbatini, RME: una imitación de la vida: los primeros robots" .
14. Waurzyniak, Patrick (2006). "Maestros de la fabricación: Joseph F. Engelberger" . Sociedad de Ingenieros de Fabricación . 137 (1). Archivado desde el original el 9 de noviembre de 2011.
15. "Historia humanoide -WABOT-" . www.humanoid.waseda.ac.jp .
16. Zeghloul, Saïd; Laribi, Med Amine; Gazeau, Jean-Pierre (21 de septiembre de 2015). Robótica y Mecatrónica: Actas del IV Simposio Internacional IFToMM sobre Robótica y Mecatrónica . Saltador. ISBN 9783319223681 - a través de Google Books.
17. "Proyectos históricos de Android" . androidworld.com .
18. Robots: de la ciencia ficción a la revolución tecnológica , página 130
19. Duffy, Vincent G. (19 de abril de 2016). Handbook of Digital Human Modelling: Research for Applied Ergonomics and Human Factors Engineering . Prensa CRC. ISBN 9781420063523 - a través de Google Books.
20. "Robot industrial KUKA FAMULUS" . Consultado el 10 de enero de 2008 .
21. "Historia de los robots industriales" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 24 de diciembre de 2012 . Consultado el 27 de octubre de 2012 .
22. S. Bozinovski, Programación paralela para el control de robots móviles: enfoque basado en agentes , Conferencia internacional Proc IEEE sobre sistemas informáticos distribuidos, p. 202-208, Poznan, 1994
23. Hunt, V. Daniel (1985). "Robots inteligentes" . Robots inteligentes: un manual de sistemas robóticos inteligentes . Chapman y Hall. pag. 141. ISBN 978-1-4613-2533-8.
24. "La densidad de robots aumenta a nivel mundial" . Asociación de Industrias Robóticas . 8 de febrero de 2018 . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
25. Pinto, Jim (1 de octubre de 2003). "Las fábricas totalmente automatizadas se acercan a la realidad" . Mundo de la automatización . Archivado desde el original el 1 de octubre de 2011 . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
26. Dragani, Rachelle (8 de noviembre de 2018). "¿Puede un robot convertirte en un 'supertrabajador'?" . Comunicaciones de Verizon . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
27. Pollock, Emily (7 de junio de 2018). "La industria de la robótica de la construcción se duplicará para 2023" . engineering.com . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
28. Grift, Tony E. (2004). "Robótica agrícola" . Universidad de Illinois en Urbana – Champaign . Archivado desde el original el 4 de mayo de 2007 . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
29. Thomas, Jim (1 de noviembre de 2017). "Cómo los gigantes corporativos están automatizando la granja" . Nuevo internacionalista . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
30. "Proyecto OUCL Robot Sheepdog" . Departamento de Ciencias de la Computación, Universidad de Oxford . 3 de julio de 2001 . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
31. Kolodny, Lora (4 de julio de 2017). "Los robots están llegando a una hamburguesería cercana" . CNBC . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
32. Corner, Stuart (23 de noviembre de 2017). "El robot impulsado por IA hace un pan plano 'perfecto'" . iothub.com.au . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
33. Eyre, Michael (12 de septiembre de 2014). " ' Boris' el robot puede cargar lavavajillas" . BBC News . Consultado el 3 de diciembre de 2018 .
34. Una base de datos, desarrollada por el Departamento de Energía de los Estados Unidos, contiene información sobre casi 500 tecnologías robóticas existentes y se puede encontrar en la Herramienta de información de gestión del conocimiento de D&D .
35. Kagan, Eugene e Irad Ben-Gal (2015). Búsqueda y forrajeo: movimiento individual y dinámica de enjambres . Chapman y Hall / CRC, 2015. ISBN 9781482242102.
36. Dowling, Kevin. "Fuentes de energía para pequeños robots" (PDF) . Universidad Carnegie Mellon . Consultado el 11 de mayo de 2012 .
37. Descansando, Wesley; Li, Zhibin; Tsagarakis, Nikos; Caldwell, Darwin (2016). "Optimización del diseño y control de disposiciones de actuación compatibles en robots articulados para mejorar la eficiencia energética". IEEE Robotics and Automation Letters . 1 (2): 1110-1117. doi : 10.1109 / LRA.2016.2521926 . S2CID 1940410 . 
38. Pratt, GA; Williamson, MM (1995). "Actuadores elásticos de serie" . Actas 1995 IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Interacción de robots humanos y robots cooperativos . Pittsburgh, PA, EE.UU .: IEEE Comput. Soc. Prensa. 1 : 399–406. doi : 10.1109 / IROS.1995.525827 . hdl : 1721,1 / 36966 . ISBN 978-0-8186-7108-1. S2CID  17120394 .
39. Actuador elástico bidireccional en serie-paralelo y superposición de las capas de actuación Raphaël Furnémont1, Glenn Mathijssen1,2, Tom Verstraten1, Dirk Lefeber1 y Bram Vanderborght1 Publicado el 26 de enero de 2016 • © 2016 IOP Publishing Ltd
40. Pratt, Jerry E .; Krupp, Benjamin T. (2004). "Serie de actuadores elásticos para robots con patas". En Gerhart, Grant R; Zapatero, Chuck M; Gage, Douglas W (eds.). Tecnología de vehículos terrestres no tripulados VI . Tecnología de vehículos terrestres no tripulados Vi . 5422 . págs. 135-144. Código Bibliográfico : 2004SPIE.5422..135P . CiteSeerX 10.1.1.107.349 . doi : 10.1117 / 12.548000 . S2CID 16586246 .  
41. Li, Zhibin; Tsagarakis, Nikos; Caldwell, Darwin (2013). "Generación de patrones de marcha para un robot humanoide con articulaciones compatibles". Robots autónomos . 35 (1): 1–14. doi : 10.1007 / s10514-013-9330-7 . S2CID 624563 . 
42. Colgate, J. Edward (James Edward) (1988). El control de sistemas que interactúan dinámicamente (Tesis de tesis). Instituto de Tecnología de Massachusetts. hdl : 1721,1 / 14380 .
43. Calanca, Andrea; Muradore, Riccardo; Fiorini, Paolo (1 de noviembre de 2017). "Control de impedancia de actuadores elásticos en serie: Control por pasividad y aceleración" . Mecatrónica . 47 : 37–48. doi : 10.1016 / j.mechatronics.2017.08.010 . ISSN 0957-4158 . 
44. Tosun, Fatih Emre; Patoglu, Volkan (junio de 2020). "Condiciones necesarias y suficientes para la pasividad del renderizado de impedancia con actuación elástica en serie basada en la velocidad" . Transacciones IEEE sobre robótica . 36 (3): 757–772. doi : 10.1109 / TRO.2019.2962332 . ISSN 1552-3098 . S2CID 212907787 .  
45. www.imagesco.com, Images SI Inc -. "Actuadores Air Muscle, más allá, página 6" .
46. "Músculos del aire" . Robot de sombra. Archivado desde el original el 27 de septiembre de 2007.
47. Tondu, Bertrand (2012). "Modelado del músculo artificial McKibben: una revisión". Revista de estructuras y sistemas de materiales inteligentes . 23 (3): 225–253. doi : 10.1177 / 1045389X11435435 . S2CID 136854390 . 
48. "HABLANDO ELECTRÓNICA Nitinol Página-1" . Talkingelectronics.com . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
49. "lf205, hardware: construcción de un robot andante controlado por Linux" . Ibiblio.org. 1 de noviembre de 2001 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
50. "WW-EAP y músculos artificiales" . Eap.jpl.nasa.gov . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
51. "Empa - a117-2-eap" . Empa.ch . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
52. "Polímeros electroactivos (EAP) como músculos artificiales (EPAM) para aplicaciones de robots" . Hizook . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
53. "PIERNAS piezoeléctricas - -09-26" . Archivado desde el original el 30 de enero de 2008 . Consultado el 28 de octubre de 2007 .
54. "Motores Squiggle: descripción general" . Consultado el 8 de octubre de 2007 .
55. Nishibori; et al. (2003). "Mano de robot con dedos que utilizan motores ultrasónicos de tipo vibración (características de conducción)". Revista de Robótica y Mecatrónica . 15 (6): 588–595. doi : 10.20965 / jrm.2003.p0588 .
56. Otake; et al. (2001). "Diseño de formas de robots de gel hechos de polímero electroactivo trolo Gel" (PDF) . Consultado el 16 de octubre de 2007 .
57. John D. Madden, 2007, /science.1146351
58. "Syntouch LLC: Matriz de sensores táctiles biomiméticos BioTac (R)" . Archivado desde el original el 3 de octubre de 2009 . Consultado el 10 de agosto de 2009 .
59. Wettels, N; Santos, VJ; Johansson, RS; Loeb, Gerald E .; et al. (2008). "Matriz de sensores táctiles biomiméticos". Robótica avanzada . 22 (8): 829–849. doi : 10.1163 / 156855308X314533 . S2CID 4594917 . 
60. "¿Qué es SmartHand?" . Proyecto SmartHand . Consultado el 4 de febrero de 2011 .
61. Arreguin, Juan (2008). Automatización y Robótica . Viena, Austria: I-Tech y Publishing.
62. Mason, Matthew T. (2001). Mecánica de manipulación robótica . doi : 10.7551 / mitpress / 4527.001.0001 . ISBN 9780262256629.
63. "¿Qué es un efector final robótico?" . Automatización Industrial ATI. 2007 . Consultado el 16 de octubre de 2007 .
64. Grúa, Carl D .; Joseph Duffy (1998). Análisis cinemático de manipuladores robóticos . Prensa de la Universidad de Cambridge. ISBN 978-0-521-57063-3. Consultado el 16 de octubre de 2007 .
65. GJ Monkman, S. Hesse, R. Steinmann y H. Schunk (2007). Pinzas de robot . Berlín: Wiley
66. "Cazadores de mitos anotados: Episodio 78: Mitos ninja: caminar sobre el agua, atrapar una espada, atrapar una flecha" . (Cazadores de mitos de Discovery Channel que fabrican pinzas mecánicas con cadenas y cables metálicos)
67. Mano robonauta
68. "Mano de Delft" . TU Delft . Archivado desde el original el 3 de febrero de 2012 . Consultado el 21 de noviembre de 2011 .
69. M&C. "TU Delft ontwikkelt goedkope, voorzichtige robothand" .
70. "Definición astrictiva - Diccionario de definiciones español - Reverso" .
71. Tijsma, HA; Liefhebber, F .; Herder, JL (1 de junio de 2005). "Evaluación de nuevas funciones de interfaz de usuario para el brazo robótico MANUS". IX Congreso Internacional de Robótica de Rehabilitación, 2005. ICORR 2005 . págs. 258-263. doi : 10.1109 / ICORR.2005.1501097 . ISBN 978-0-7803-9003-4. S2CID  36445389 : a través de IEEE Xplore.
72. Allcock, Andrew (2006). "La mano antropomórfica es casi humana" . Maquinaria. Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2007 . Consultado el 17 de octubre de 2007 .
73. "Bienvenido" .
74. "TOBB" . Mtoussaint.de . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
75. "nBot, un robot equilibrador de dos ruedas" . Geología.heroy.smu.edu . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
76. "Informe de actividad de ROBONAUT" . NASA . 2004. Archivado desde el original el 20 de agosto de 2007 . Consultado el 20 de octubre de 2007 .
77. "IEEE Spectrum: un robot que se balancea sobre una bola" . Spectrum.ieee.org. 29 de abril de 2010 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
78. "Investigadores de Carnegie Mellon desarrollan un nuevo tipo de robot móvil que se balancea y se mueve sobre una bola en lugar de patas o ruedas" (Comunicado de prensa). Carnegie Mellon. 9 de agosto de 2006. Archivado desde el original el 9 de junio de 2007 . Consultado el 20 de octubre de 2007 .
79. "Robot esférico puede trepar obstáculos" . BotJunkie . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
80. "Rotundus" . Rotundus.se. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2011 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
81. "OrbSwarm obtiene un cerebro" . BotJunkie. 11 de julio de 2007 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
82. "Cosa operada por Bluetooth orbital rodante" . BotJunkie . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
83. "Enjambre" . Orbswarm.com . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
84. "The Ball Bot: Johnnytronic @ Sun" . Blogs.sun.com. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2011 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
85. "Proyectos de diseño senior | Facultad de ingeniería y ciencias aplicadas | Universidad de Colorado en Boulder" . Engineering.colorado.edu. 30 de abril de 2008. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2011 . Consultado el 27 de noviembre de 2010 .
86. "Robótica JPL: sistema: rovers comerciales" .
87. "Laboratorio AMBER" .
88. "Laboratorio de robótica de Micromagic Systems" . Archivado desde el original el 1 de junio de 2017 . Consultado el 29 de abril de 2009 .
89. "Robot hexápodo AMRU-5" (PDF) .
90. "Lograr una marcha estable" . Honda en todo el mundo . Consultado el 22 de octubre de 2007 .
91. "Paseo divertido" . Pooter Geek. 28 de diciembre de 2004 . Consultado el 22 de octubre de 2007 .
92. "Pimp Shuffle de ASIMO" . Ciencia popular . 9 de enero de 2007 . Consultado el 22 de octubre de 2007 .
93. "El templo de VTEC - Foros en línea para entusiastas de Honda y Acura> Robot muestra al primer ministro cómo relajarse>> ¿Un robot borracho?" .
94. "Tolva 3D de una pierna (1983-1984)" . Laboratorio de piernas del MIT . Consultado el 22 de octubre de 2007 .
95. "3D Biped (1989-1995)" . Laboratorio de piernas del MIT.
96. "Cuadrúpedo (1984-1987)" . Laboratorio de piernas del MIT.
97. "Robots de laboratorio de piernas del MIT-principal" .
98. "Acerca de los robots" . Anybots. Archivado desde el original el 9 de septiembre de 2007 . Consultado el 23 de octubre de 2007 .
99. "Página de inicio" . Anybots . Consultado el 23 de octubre de 2007 .
100. "Vídeo de Dexter Jumps" . YouTube. 1 de marzo de 2007 . Consultado el 23 de octubre de 2007 .
101. Collins, Steve; Wisse, Martijn; Ruina, Andy; Tedrake, Russ (11 de febrero de 2005). "Robots bípedos eficientes basados ​​en Walkers pasivo-dinámicos" (PDF) . Ciencia . 307 (5712): 1082–1085. Código Bibliográfico : 2005Sci ... 307.1082C . doi : 10.1126 / science.1107799 . PMID 15718465 . S2CID 1315227 . Archivado desde el original (PDF) el 22 de junio de 2007 . Consultado el 11 de septiembre de 2007 .   
102. Collins, Steve; Ruina, Andy. "Un robot caminante bípedo con una marcha eficiente y similar a la humana" (PDF) . Proc. Conferencia Internacional IEEE sobre Robótica y Automatización .
103. "Prueba de los límites" (PDF) . Boeing. pag. 29 . Consultado el 9 de abril de 2008 .
104. Miller, Gavin. "Introducción" . snakerobots.com . Consultado el 22 de octubre de 2007 .
105. "ACM-R5" . Archivado desde el original el 11 de octubre de 2011.
106. "Robot serpiente nadando (comentario en japonés)" .
107. "Vehículo andante cuadrúpedo comercializado" TITAN VII " " . Laboratorio de robótica Hirose Fukushima. Archivado desde el original el 6 de noviembre de 2007 . Consultado el 23 de octubre de 2007 .
108. "Plen, el robot que patina sobre tu escritorio" . Tecnología SCI FI. 23 de enero de 2007. Archivado desde el original el 11 de octubre de 2007 . Consultado el 23 de octubre de 2007 .
109. Capuchino en YouTube
110. Wallbot en YouTube
111. Universidad de Stanford: Stickybot en YouTube
112. Sfakiotakis; et al. (1999). "Revisión de modos de natación de peces para la locomoción acuática" (PDF) . Revista IEEE de Ingeniería Oceánica . 24 (2): 237–252. Código bibliográfico : 1999IJOE ... 24..237S . CiteSeerX 10.1.1.459.8614 . doi : 10.1109 / 48.757275 . Archivado desde el original (PDF) el 26 de septiembre de 2007 . Consultado el 24 de octubre de 2007 .  
113. Richard Mason. "¿Cuál es el mercado de peces robot?" . Archivado desde el original el 4 de julio de 2009.
114. "Pez robótico impulsado por Gumstix PC y PIC" . Grupo de robótica centrada en el ser humano de la Universidad de Essex. Archivado desde el original el 24 de agosto de 2011 . Consultado el 25 de octubre de 2007 .
115. Witoon Juwarahawong. "Robot Pez" . Instituto de Robótica de Campo. Archivado desde el original el 4 de noviembre de 2007 . Consultado el 25 de octubre de 2007 .
116. "YouTube" .
117. "Peces robóticos de alta velocidad | iSplash" . isplash-robot . Consultado el 7 de enero de 2017 .
118. "iSplash-II: darse cuenta de la natación carangiforme rápida para superar a un pez real" (PDF) . Grupo de robótica de la Universidad de Essex . Consultado el 29 de septiembre de 2015 .
119. "iSplash-I: movimiento de natación de alto rendimiento de un pez robótico carangiforme con coordinación de cuerpo completo" (PDF) . Grupo de robótica de la Universidad de Essex . Consultado el 29 de septiembre de 2015 .
120. Jaulin, L .; Le Bars, F. (2012). "Un enfoque de intervalo para el análisis de estabilidad; Aplicación a la robótica de veleros" (PDF) . Transacciones IEEE sobre robótica . 27 (5).
121. Pires, J. Norberto (2005). "Robot-por-voz: experimentos sobre el mando de un robot industrial utilizando la voz humana" (PDF) . Robot industrial: una revista internacional . 32 (6): 505–511. doi : 10.1108 / 01439910510629244 .
122. "Encuesta del estado del arte en tecnología del lenguaje humano: 1.2: reconocimiento de voz" . Archivado desde el original el 11 de noviembre de 2007.
123. Fournier, Randolph Scott. Y B. June. Schmidt. "Tecnología de entrada de voz: estilo de aprendizaje y actitud hacia su uso". Delta Pi Epsilon Journal 37 (1995): 1_12.
124. "Historia del software de transcripción y reconocimiento de voz y voz" . Dragón hablando naturalmente . Consultado el 27 de octubre de 2007 .
125. Cheng Lin, Kuan; Huang, Tien-Chi; Hung, Jason C .; Yen, Neil Y .; Ju Chen, Szu (7 de junio de 2013). Chen, Mu-Yen (ed.). "Reconocimiento de emociones faciales hacia el aprendizaje basado en la computación afectiva". Biblioteca de alta tecnología . 31 (2): 294-307. doi : 10.1108 / 07378831311329068 . ISSN 0737-8831 . 
126. ML Walters, DS Syrdal, KL Koay, K. Dautenhahn , R. te Boekhorst, (2008). Las distancias de aproximación humana a un robot de aspecto mecánico con diferentes estilos de voz de robot . En: Actas del 17º Simposio Internacional IEEE sobre Comunicación Interactiva Humana y Robótica, 2008. RO-MAN 2008, Munich, 1–3 de agosto de 2008, pp. 707–712, ‹Ver Tfd› doi : 10.1109 / ROMAN.2008.4600750 . Disponible: en línea y pdf Archivado el 18 de julio de 2011 en Wayback Machine.
127. Sandra Pauletto, Tristan Bowles, (2010). Diseño del contenido emocional de una señal de voz robótica . En: Actas de la 5ª Conferencia sobre todo en audio: Conferencia sobre interacción con el sonido, Nueva York, ISBN 978-1-4503-0046-9 , ‹Ver Tfd› doi : 10.1145 / 1859799.1859804 . Disponible: online 
128. Tristan Bowles, Sandra Pauletto, (2010). Emociones en la voz: humanizando una voz robótica . En: Actas de la 7ª Conferencia de Computación de Sonido y Música, Barcelona, ​​España.
129. "Mundo de 2-XL: Leachim" . www.2xlrobot.com . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
130. "El Boston Globe de Boston, Massachusetts el 23 de junio de 1974 · 132" . Newspapers.com . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
131. "cyberneticzoo.com - Página 135 de 194 - una historia de animales cibernéticos y primeros robots" . cyberneticzoo.com . Consultado el 28 de mayo de 2019 .
132. Waldherr, Romero y Thrun (2000). "Una interfaz basada en gestos para la interacción humano-robot" (PDF) . Editores académicos de Kluwer . Consultado el 28 de octubre de 2007 .
133. Markus Kohler (2012). "Sistemas de reconocimiento de gestos de mano basados ​​en visión" . Mecánica Aplicada y Materiales . Universidad de Dortmund. 263–266: 2422–2425. Código bibliográfico : 2012AMM ... 263.2422L . doi : 10.4028 / www.scientific.net / AMM.263-266.2422 . S2CID 62744240 . Archivado desde el original el 11 de julio de 2012 . Consultado el 28 de octubre de 2007 . 
134. "Expresiones faciales frubber" . Archivado desde el original el 7 de febrero de 2009.
135. "Mejores invenciones de 2008 - TIEMPO" . Tiempo . 29 de octubre de 2008 - a través de www.time.com.
136. "Kismet: Robot en el laboratorio de inteligencia artificial del MIT interactúa con humanos" . Sam Ogden. Archivado desde el original el 12 de octubre de 2007 . Consultado el 28 de octubre de 2007 .
137. "(Park et al. 2005) Personalidad sintética en robots y su efecto en la relación humano-robot" (PDF) .
138. "Recepcionista de robot platos direcciones y actitud" .
139. "New Scientist: un buen robot tiene personalidad pero no apariencia" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 29 de septiembre de 2006.
140. "Tiempo de juego con Pleo, tu amigo dinosaurio robótico" .
141. Jennifer Bogo (31 de octubre de 2014). "Conoce a una mujer que se gana la vida entrenando robots" .
142. "Un terminador de ping-pong-playing" . Ciencia popular .
143. "Synthiam Exosphere combina AI, operadores humanos para entrenar robots" . El informe del robot .
144. Conversación de NOVA con el profesor Moravec, octubre de 1997. NOVA Online
145. Sandhana, Lakshmi (5 de septiembre de 2002). "Una teoría de la evolución, para robots" . Cableado . Revista cableada . Consultado el 28 de octubre de 2007 .
146. evolución experimental en Robots investiga la aparición de la comunicación biológica . Ciencia diaria. 24 de febrero de 2007 . Consultado el 28 de octubre de 2007 .
147. Žlajpah, Leon (15 de diciembre de 2008). "Simulación en robótica". Matemáticas y Computación en Simulación . 79 (4): 879–897. doi : 10.1016 / j.matcom.2008.02.017 .
148. Noticias, investigación tecnológica. "La evolución entrena equipos de robots TRN 051904" . www.trnmag.com .
149. Agarwal, PK Elementos de la física XI . Publicaciones Rastogi. pag. 2. ISBN 978-81-7133-911-2.
150. Tandon, Prateek (2017). Robótica cuántica . Editores Morgan & Claypool. ISBN 978-1627059138.
151. "Carrera: ingeniero en robótica" . Revisión de Princeton . 2012 . Consultado el 27 de enero de 2012 .
152. Saad, Ashraf; Kroutil, Ryan (2012). Aprendizaje práctico de conceptos de programación usando robótica para estudiantes de secundaria y preparatoria . Actas de la 50ª Conferencia Regional Anual del Sureste de la Asociación de Maquinaria Informática. ACM. págs. 361–362. doi : 10.1145 / 2184512.2184605 .
153. "Programas de grado en robótica en el Instituto Politécnico de Worcester" . Instituto Politécnico de Worcester . 2013 . Consultado el 12 de abril de 2013 .
154. "Competencia de estudiantes AUV Europa" .
155. "MEJOR robótica" .
156. "Programas extracurriculares de construcción y robótica LEGO®" . Consultado el 5 de noviembre de 2014 .
157. Mohamed, Shakir; Png, Marie-Therese; Isaac, William (2020). "AI descolonial: teoría descolonial como prospectiva sociotécnica en inteligencia artificial". Filosofía y Tecnología . 33 (4): 659–684. arXiv : 2007.04068 . doi : 10.1007 / s13347-020-00405-8 . S2CID 220403652 . 
158. "Robótica decolonial" . 9 de septiembre de 2020 . Consultado el 12 de agosto de 2020 .
159. Toy, Tommy (29 de junio de 2011). "Outlook para la robótica y la automatización para 2011 y más allá son excelentes, dice un experto" . Consultoría PBT . Consultado el 27 de enero de 2012 .
160. Frey, Carl Benedikt; Osborne, Michael A. (1 de enero de 2017). "El futuro del empleo: ¿Qué tan susceptibles son los trabajos a la informatización?". Pronóstico tecnológico y cambio social . 114 : 254–280. CiteSeerX 10.1.1.395.416 . doi : 10.1016 / j.techfore.2016.08.019 . ISSN 0040-1625 .  
161. E McGaughey, '¿Los robots automatizarán su trabajo? Pleno empleo, renta básica y democracia económica '(2018) SSRN, parte 2 (3) . DH Autor, '¿Por qué todavía hay tantos trabajos? La historia y el futuro de la automatización del lugar de trabajo '(2015) 29 (3) Journal of Economic Perspectives 3.
162. Hawking, Stephen (1 de enero de 2016). "Este es el momento más peligroso para nuestro planeta" . The Guardian . Consultado el 22 de noviembre de 2019 .
163. "Seminario de puntos focales sobre artículos de revisión en el futuro del trabajo - Seguridad y salud en el trabajo - EU-OSHA" . osha.europa.eu . Consultado el 19 de abril de 2016 .
164. "Robótica: redefiniendo la prevención del delito, la seguridad pública y la seguridad" . SourceSecurity.com.
165. "Proyecto de norma para dispositivos de asistencia inteligente: requisitos de seguridad del personal" (PDF) .
166. "ISO / TS 15066: 2016 - Robots y dispositivos robóticos - Robots colaborativos" .

Lectura adicional

• R. Andrew Russell (1990). Detección táctil del robot . Nueva York: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-781592-0.
• E McGaughey, '¿Los robots automatizarán su trabajo? Pleno empleo, renta básica y democracia económica '(2018) SSRN, parte 2 (3)
• DH Autor, '¿Por qué todavía hay tantos trabajos? La historia y el futuro de la automatización del lugar de trabajo '(2015) 29 (3) Journal of Economic Perspectives 3
• Tooze, Adam , "La democracia y sus descontentos", The New York Review of Books , vol. LXVI, no. 10 (6 de junio de 2019), págs. 52–53, 56–57. "La democracia no tiene una respuesta clara para la operación sin sentido del poder burocrático y tecnológico . De hecho, podemos estar presenciando su extensión en forma de inteligencia artificial y robótica. Asimismo, después de décadas de advertencias nefastas, el problema ambiental permanece fundamentalmente sin abordar ... La extralimitación burocrática y la catástrofe ambiental son precisamente el tipo de desafíos existenciales lentos que las democracias enfrentan muy mal ... Finalmente, está la amenaza del día: las corporaciones y las tecnologías que promueven "(págs. 56–57).

Enlaces externos

Robóticaen los proyectos hermanos de Wikipedia

• Definiciones de Wikcionario
• Medios de Wikimedia Commons
• Libros de texto de Wikilibros
• Recursos de Wikiversity

• Robótica en Curlie
• Sociedad de Robótica y Automatización IEEE
• Investigación de robots sociales : robots que imitan comportamientos y gestos humanos.
• La guía de Wired sobre los '50 mejores robots de la historia', una mezcla de robots de ficción (Hal, R2D2, K9) a robots reales (Roomba, Mobot, Aibo).