La robótica ha tenido grandes avances en entornos estructurados, en los que el controlador del robot puede tener un mapa detallado de su entorno. Conforme decrece el grado de estructuración del entorno las tareas se tornan más complejas. Esto ocurre cuando el robot es móvil y debe tener información de su posición en el mapa interno. Los mecanismos pueden ser absolutos o relativos, por ejemplo, usando GPS y odometría, respectivamente.
martes, 11 de abril de 2017
ROBOTICA DE SERVICIO
Un robot de servicio es un robot que ayuda a los seres humanos, por lo general mediante la realización de un trabajo que es sucio, opaco y distante, peligroso o repetitivo, como las tareas domésticas. Por lo general son autónomos y/o gestionados por un sistema de control integrado en el mismo, con opciones de anulación manuales. El término "servicio robot" no está tan bien definida. La Federación Internacional de Robótica (IFR) ha propuesto una definición tentativa "un robot de servicio es un robot que opera semi o totalmente autónomamente, para realizar servicios útiles para el bienestar de los seres humanos y equipos, con exclusión de las operaciones de fabricación.
PARA QUE SIRVE UN ROBOT
¿Para qué sirve un robot?
Luchas cuerpo a cuerpo, carreras de velocidad, pruebas de destreza física y desafíos para recolectar objetos en tiempo récord fueron algunas de las competencias del 2.° Megatorneo Runibot, que se realizó en el Teatro Faenza de la Universidad Central.
En general, las personas asociamos la palabra robot con algunos personajes populares del cine y la televisión: Terminator, C-3PO, R2D2, Robotina, Optimus Prime y Bender. Sus historias son nuestra ventana al mundo de la robótica, que siempre parece un asunto de ciencia ficción o de tecnología ininteligible, ante software o máquinas que cumplen algunas tareas que ejecutan los seres humanos.Sin embargo, en la práctica, los robots suelen implementarse en tareas de riesgo, repetitivas o de mucha precisión, como la desactivación de bombas, la exploración espacial o la producción industrial.En Colombia –a diferencia de Japón o Estados Unidos– este campo es incipiente, aunque la temática no es ajena a la academia. Eso lo demuestran los distintos grupos de investigación que abordan esta técnica y se han destacado en eventos internacionales que ponen a prueba este conocimiento y la capacidad de diseño tecnológico. Propósitos con los que la Red Universitaria Bogotá Robot (Runibot) realizó el 2.° Megatorneo Runibot que este año celebró su segunda versión.El certamen reunió a competidores nacionales e internacionales que se enfrentaron en diferentes categorías: Robot velocista, Robot velocista colegios, Robot sumo, Robot minisumo, Robot social, y Desarrollo, investigación e innovación en robótica."México, Perú y Ecuador, además de Colombia, fueron los países participantes en esta competencia que aumentó, en relación con la primera edición, el número de competidores. Tuvimos 33 equipos de colegio, 36 equipos de universidades y 2200 visitantes", señala María Jesús Eraso España, docente del Departamento de Ingeniería Electrónica de la Universidad Central, parte del equipo organizador de Runibot.El carácter universal del torneo fue reforzado con la presencia del señor Takeshi Kanai, presidente de uno de los concursos de robótica más importantes a nivel mundial, el All Japan Robot Sumo Tournament, quien afirmó: "La forma más viable de fortalecer la robótica es a través del apoyo a las Universidades y al talento. Por lo que pude ver en este torneo, los estudiantes de ingeniería japoneses y los colombianos tienen el mismo nivel, pero la única forma de incentivarlos y de que Colombia crezca en el campo de la robótica es que el gobierno crea en los jóvenes y en estos proyectos y los apoye económicamente, con nuevas plataformas, investigaciones y laboratorios".Entre 70 y 500 mil pesos y dos meses de trabajo invirtieron algunos de los participantes del torneo para el desarrollo tecnológico de los prototipos, que en su funcionamiento demuestran las bases y fundamentos del campo de la Ingeniería electrónica. "La idea era crear prototipos que transitaran por una pista de manera autónoma –sin control remoto–, reconocieran materiales, combatieran entre ellos, y realizaran tareas mecánicas", opina Nicolás Malagón, estudiante de Ingeniería Electrónica de la Universidad Central, integrante del equipo organizador del torneo.Miguel Ramos y Mauricio López participaron en la categoría Minisumo y destacaron del evento la posibilidad de "aplicar el conocimiento en el tema de la interdisciplinariedad entre electrónica, programación y mecánica". Diseñar el robot, hacerlo funcionar, crear e integrar todos sus componentes, fueron parte de la motivación para participar.En Minisumo, los robots, por pareja, con un área de 10 x 10 cm2 y un peso de 0.5 kg; se enfrentan en una pista y a través de sensores de ultrasonido, que se activan cuando el oponente está cerca, se abalanza uno sobre el otro y en la lucha intentan sacarse del área de combate.La categoría Robot social reunió los prototipos que cumplen una función de reciclaje: recolección y clasificación de objetos de metal y de plástico durante el recorrido de una pista (cuadrícula) que simula una ciudad. Para este propósito, Armando Figueredo, Jhon Bustos y Diego Manrique desarrollaron un robot que además de seleccionar y recoger los objetos, los almacena en un contenedor según el color del cual están hechos, y que determina el material. "Este prototipo no selecciona material sino color. Los objetos metálicos los califica con el color negro y los de plástico con el rojo", señala Diego Manrique, otro estudiante que ha incursionado en el campo de la robótica.Este diseño de sistema autónomo se perfila con una utilidad real para la comunidad. Sus creadores lo piensan como una caneca de basura que podría realizar un proceso de reciclaje con botellas de vidrio y plástico, por ejemplo.Con la categoría Robot velocista colegios, se estimuló la participación de jóvenes estudiantes para fortalecer e incentivar las competencias relacionadas con diseño, lógica, construcción de diferentes mecanismos y aplicación de los conocimientos sobre matemática, física y mecánica, etc., adquiridos en la escuela; además del trabajo en equipo y el sentido de pertenencia por la institución a la que representaron.Para Jerónimo Escobar, de diez años de edad y perteneciente al grado 4A de la institución Corporación Colegio San Bonifacio de las Lanzas de Ibagué, el Megatorneo fue una gran oportunidad para aplicar sus conocimientos y compartir con sus compañeros de clase: "Fue muy divertido pues todos estábamos en grupo armando los robots. Además sentíamos muchas ganas de participar porque queríamos sentir la emoción de ganar y aprender más. En el colegio hay compañeros que solo les gusta el fútbol. Nosotros nos metimos a robótica para poder hacer cosas nuevas".El Hacker, como se llama el robot del pequeño Jerónimo, fue construido con el programa Robotprog, un software de programación dirigido a los estudiantes de básica primaria. "El profe nos enseñó cómo programarlo con el Robotprog. Desde ahí mandamos todo al microcontrolador del robot y lo armamos durante un mes", explica.El torneo contó con una logística que permitió mejorar el conteo de tiempo y puntaje mediante un software contador, que garantizó transparencia y precisión en los resultados de la calificación. "Dejamos atrás el uso del cronometro, el lapicero y el papelito. Agilizamos el proceso de conteo de tiempo por medio de un circuito automático, que da el puntaje y el tiempo y que envía los reportes a un computador", establece Malagón.El aspecto innovador de este evento permitió acercar la robótica a la comunidad académica y al público en general, así como conocer la labor de otras universidades, grupos de trabajo y países, socializar en el campo de la electrónica y especializar aún más los robots. Al respecto, la profesora Eraso señala: "Colombia debe responder a las expectativas económicas y comerciales que la globalización exige. Por eso, la robótica competitiva es el paso inicial al desarrollo de la robótica industrial; así, los estudiantes interesados en esta área serán los futuros diseñadores e implementadores de los sistemas de automatización y control para las necesidades de la industria, o para cualquier sector económico que lo requiera".A su vez, Takeshi Kanai, se refirió a los diferentes usos que este tipo de desarrollos tecnológicos pueden tener: "Hay una diferencia de desarrollo entre Japón y otros países como Estados Unidos. En Japón se desarrolla porque hay necesidades, por ejemplo servir de ayuda en procesos médicos mediante prótesis humanoides, mientras en Estados Unidos se ha usado el desarrollo tecnológico como una herramienta para la guerra".La Red Universitaria Bogotá Robot (Runibot) está conformada por las universidades Central, El Bosque, Católica, Cooperativa de Colombia, Uniminuto y CIDCA. El 2.° Megatorneo Runibot, se realizó entre el 22 y 23 de abril en el Teatro Faenza de la Universidad Central.| Categoría | Total participantes | Ganador | País |
|---|---|---|---|
| Desarrollo, investigación e innovación en robótica | 5 | Universidad Católica | Colombia |
| Robot social | 8 | Egresados Universidad de los Andes | Colombia |
| Minisumo | 37 | Instituto tecnológico Superior de Poza Rica | México |
| Sumo | 37 | Benemérita Universidad Autónoma de Puebla | México |
| Velocista | 52 | Escuela Superior Politécnica de Chimborazo | Ecuador |
| Velocista colegios | 76 | Colegio Rodrigo Lara Bonilla | Colombia |
ROBOTICA EVOLUTIVA
Robótica evolutiva (ER) es una metodología que utiliza computación evolutiva para desarrollar Controladores para robots autónomos. Algoritmos en ER operan con frecuencia en las poblaciones de controladores de candidato seleccionados inicialmente de algunos distribución. Esta población es entonces reiteradamente modificada según un función de la aptitud. En el caso de algoritmos genéticos (o "GAs"), un método común en computación evolutiva, la población de los controladores de candidato se cultiva en varias ocasiones según el cruce, mutación y otros GA los operadores y luego sacrificados según la función de la aptitud. Los controladores de candidato utilizados en aplicaciones de ER se pueden dibujar de un subconjunto del conjunto de redes neuronales artificiales, aunque algunas aplicaciones (incluyendo SAMUEL, desarrollado en el Centro Naval de investigación aplicada en Inteligencia Artificial) utilizar las colecciones de "IF entonces más" reglas como las partes constitutivas de un regulador individual. Teóricamente es posible utilizar cualquier conjunto de formulaciones simbólicas de un leyes de control (a veces llamado un políticas En aprendizaje automático comunidad) como el espacio de los controladores de posible candidato. Redes neuronales artificiales también puede usarse para aprendizaje de robot fuera del contexto de la robótica evolutiva. En particulares, otras formas de aprendizaje de refuerzo puede ser utilizado para el aprendizaje de los controladores de robot.
ROBOTICA SITUADA
Cebrecos del Castillo y sus colegas, en el artículo escrito el año 2008 con el titulo “Robots inteligentes autónomos de nueva generación”, menciona que la previsibilidad y la estabilidad del entorno determinan en gran medida la complejidad de los robots que deben existir en dicho entorno. La robótica situada se ocupa de los robots que están insertos en entornos complejos y dinámicamente cambiantes. Son robots sin mapas internos del mundo. Mediante el uso de arquitecturas basadas en capas de mecanismos de situación-acción que exploran alternativas al enfoque de descripciones almacenadas para modelar la inteligencia humana y la construcción de robots, a esta perspectiva se le denomina robótica situada. Una de las metas de la investigación de este enfoque es desarrollar una teoría de aprendizaje espacial sin categorías predefinidas dentro de la arquitectura del robot. Se basa sobre dos ideas centrales, en las que se supone que: (1) Los robots están corporizados, es decir su cuerpo físico es apto para experimentar el entorno de manera directa y sus acciones tienen una realimentación inmediata sobre sus propias percepciones. (2) Los robots están situados, inmersos dentro de un entorno; interaccionan con el mundo, el cual influye, de forma directa, sobre su comportamiento. Dependiendo de cómo sea de complejo el entorno del robot, así de complejo tendrá que ser su sistema de control, un ambiente dinámico y desafiante requerirá un control lo suficientemente complejo como para que pueda reaccionar de forma inteligente y rápida.
Cebrecos y sus colegas continúan argumentando que existen tres tipos básicos de arquitectura de control, que dependen de las necesidades de la situación y de las características del entorno: (1) Control reactivo: “no pienses, actúa” (2) Control deliberativo: “primero piensa, y después actúa” (3) Control híbrido: “piensa y actúa independientemente en paralelo” Cada uno de estos tipos de control tiene sus fortalezas y sus debilidades y todos juegan importantes roles en ciertos problemas y aplicaciones. Aspectos como representación, memoria y aprendizaje toman un enfoque diferente al tradicional: (1) La memoria no es un lugar donde se almacenen las cosas, sino una construcción dinámica de coordinaciones previas. Las representaciones si no están almacenadas en el ambiente, son reconstruidas cada vez que se necesitan, así que deben ser percibidas para ser interpretadas. (2) Las representaciones son creadas por una interacción de procesos neurales y externos. La percepción deja de contemplarse como un proceso que genera una representación simbólica para posteriormente guardarla en la memoria. (3) El aprendizaje se da durante todo el tiempo, con cada acción, coordinación y movimiento, recompone todas las categorizaciones y secuencias de comportamientos previos.
En el artículo escrito por Caballero y sus colegas, publicado el año 2013 con el título “Efectos conductuales y actitudinales de una política de precios para disminuir el uso de bolsas plásticas”, se menciona que la robótica es un campo multidisciplinar de avanzada donde la percepción se constituye en tema central, ya que la adquisición y procesamiento de datos heterogéneos constituyen un prerrequisito para el logro de la autonomía y adaptación del robot en su capacidad de interacción con el entorno dinámico. La percepción robótica se está nutriendo de los enfoques de cognición corporizada y está dando lugar a ramas particulares como la robótica situada, cuya meta es construir robots con un cuerpo físico apto para interactuar en entornos complejos y cambiantes en los que están situados.
Según Cebrecos del Castillo y sus colegas, en el artículo citado anteriormente, los principales tipos de control en la robótica situada son: (1) Control reactivo. Es una técnica que une fuertemente las entradas de los sensores con las salidas de los actuadores, de forma que el robot responda muy rápidamente a los cambios de su entorno. Se puede observar que en la naturaleza la respuesta de los animales es mayormente reactiva. Sus limitaciones son que el robot es incapaz de mantener la mayor cantidad de información, la forma interna de las representaciones del mundo o aprender a lo largo del tiempo. Se prima la rapidez de reacción frente a la complejidad de razonamiento. (2) Control deliberativo. Utiliza la totalidad de la información sensorial disponible, y todos los conocimientos almacenados internamente, para decidir cómo actuar. El razonamiento se realiza a manera de planificación, que es uno de los principales y más complejos componentes de la inteligencia artificial. La planificación requiere la existencia de una representación interna del mundo, permite que el robot se adelante al tiempo futuro, es decir prevé los resultados de las posibles acciones en diversos estados, a fin de generar planes de actuación. (3) Control híbrido. El control híbrido aúna las ventajas del control reactivo y del deliberativo, combina la respuesta en tiempo real con la racionalidad y eficiencia de la deliberación. El sistema de control contiene ambos componentes, y éstos tienen que interactuar de forma que produzcan respuestas coherentes. Esto es algo difícil: el componente reactivo tiene que encargarse de las necesidades más inmediatas del robot, de forma que opera en una escala temporal muy pequeña y usa directamente los datos y señales sensoriales externos. Mientras, el componente deliberativo usa representaciones internas del entorno simbólicas y altamente abstractas, operando en una escala temporal mayor.
LA ROBOTICA EN EL PASADO, EN EL PRESENTE Y EN EL FUTURO
la robotica
La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de anos. Nos basaremos en hechos registrados a través de la historia, y comenzaremos aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es mas, la palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.
Desde el principio de los tiempos, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se ha empeñado en dar vida a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas o difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt, consideran que el primer autómata en toda la historia fue Adán creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y Dios fue quien los programó y les dio sus primeras instrucciones que debieran de seguir. Dentro de la mitología griega se puede encontrar varios relatos sobre la creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creo el primer hombre y la primer mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el principio de los tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.
Los hombres creaban autómatas como un pasatiempo, eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los materiales que se utilizaban se encontraban al alcance de todo el mundo, esto es, utilizaban maderas resistentes, metales como el cobre y cualquier otro material moldeable, esto es, que no necesitara o requiriera de algún tipo de transformación para poder ser utilizado en la creación de los autómatas.
Estos primeros autómatas utilizaban, principalmente, la fuerza bruta para poder realizar sus movimientos. A las primeras maquinas herramientas que ayudaron al hombre a facilitarle su trabajo no se les daba el nombre de autómata, sino más bien se les reconocía como artefactos o simples maquinas.
historia de la robótica...
El inicio de la robótica actual puede fijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas. Luego, la Revolución Industrial impulsó el desarrollo de estos agentes mecánicos. Además de esto, durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots. Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII.En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos.
La palabra robot se utilizó por primera vez en 1920 en una obra llamada "Los Robots Universales de Rossum", escrita por el dramaturgo checo Karel Capek. Su trama trataba sobre un hombre que fabricó un robot y luego este último mata al hombre. La palabra checa 'Robota' significa servidumbre o trabajado forzado, y cuando se tradujo al ingles se convirtió en el término robot.
Luego, Isaac Asimov comenzó en 1939 a contribuir con varias relaciones referidas a robots y a él se le atribuye el acuñamiento del término Robótica y con el surgen las denomidas "Tres Leyes de Robótica" que son las siguientes:
1.Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
2.Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
3.Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50's. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías. Las primeras patentes aparecieron en 1946 con los muy primitivos robots para traslado de maquinaria de Devol. También en ese año aparecen las primeras computadoras.En 1954, Devol diseña el primer robot programable.
En 1960 se introdujo el primer robot "Unimate'', basada en la transferencia de artículos.
En 1961 Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina de fundición de troquel.
En 1966 Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización.
En 1971 El "Standford Arm'', un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University.
En 1978 Se introdujo el robot PUMA para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors.
Actualmente, el concepto de robótica ha evolucionado hacia los sistemas móviles autónomos, que son aquellos que son capaces de desenvolverse por sí mismos en entornos desconocidos y parcialmente cambiantes sin necesidad de supervisión.
En los setenta, la NASA inicio un programa de cooperación con el Jet Propulsión Laboratory para desarrollar plataformas capaces de explorar terrenos hostiles.
En la actualidad, la robótica se debate entre modelos sumamente ambiciosos, como es el caso del IT, diseñado para expresar emociones, el COG, también conocido como el robot de cuatro sentidos, el famoso SOUJOURNER o el LUNAR ROVER, vehículo de turismo con control remotos, y otros mucho mas específicos como el CYPHER, un helicóptero robot de uso militar, el guardia de trafico japonés ANZEN TARO o los robots mascotas de Sony.
En general la historia de la robótica la podemos clasificar en cinco generaciones :las dos primeras, ya alcanzadas en los ochenta, incluían la gestión de tareas repetitivas con autonomía muy limitada. La tercera generación incluiría visión artificial, en lo cual se ha avanzado mucho en los ochenta y noventas. La cuarta incluye movilidad avanzada en exteriores e interiores y la quinta entraría en el dominio de la inteligencia artificial en lo cual se esta trabajando actualmente.
 |
ROBOTICA INDUSTRIAL Y DE SERVICIO
Cuando hablamos del concepto de robótica en general, existen confusiones en los medios, sobretodo en lo que denominamos Robótica INDUSTRIAL y Robótica de SERVICIO, por lo que debe denominarse la normativa ISO correspondiente a los conceptos de robótica de cada uno de sus productos. Este proceso es básico para su desarrollo, fabricación y comercialización. Las normativas ISO son definidas por la International Federation of Robotics (IFR), institución de la cual somos miembros fundadores.
La definición de Robótica Industrial la encontramos en la norma ISO 8373 y es como sigue: “Manipulador multifincional, controlado automáticamente, reprogramable en tres o más ejes, que puede estar fijo o móvil para uso en aplicaciones de automatización industrial”.
La definición de Robótica Industrial la encontramos en la norma ISO 8373 y es como sigue: “Manipulador multifincional, controlado automáticamente, reprogramable en tres o más ejes, que puede estar fijo o móvil para uso en aplicaciones de automatización industrial”.
Suscribirse a:
Comentarios (Atom)