LA ROBÓTICA EN LA ACTUALIDAD
En la actualidad, los robots comerciales e industriales son ampliamente utilizados, y realizan tareas de forma más exacta o más barata que los humanos. También se les utiliza en trabajos demasiado sucios, peligrosos o tediosos para los humanos. Los robots son empleados en plantas de manufactura, montaje y embalaje, en transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, cirugía, armamento, investigación en laboratorios y en la producción en masa de bienes industriales o de consumo.
Pero también están los robots de desarrollo, estudio, entretenimiento o con otros fines. Robots equipados con una sola rueda fueron utilizados para llevar a cabo investigaciones sobre conducta, navegación y planeo de ruta; robots con varias patas que imitan la morfología animal buscan encontrar una forma estable de desplazarse, y la creación de robots bípedos procura imitar el caminar humano. En 2002 Honda y Sony comenzaron a vender comercialmente robots humanoides como mascotas virtuales.
En el sentido común de un autómata, el mayor robot en el mundo tendría que ser el Maeslantkering, una barrera para tormentas del Plan Delta en los Países Bajos construida en los años 1990, la cual se cierra automáticamente cuando es necesario15. Sin embargo, esta estructura no satisface los requerimientos de movilidad o generalidad.
En cuanto a lo programable, el avance en la nano tecnología y en la física cuántica ha permitido que la capacidad de procesamiento y almacenamiento de información sea cada vez mayor en los robots, y que su interacción con el medio ambiente sea más completa. Esto se debe principalmente a la avanzada electrónica en los sensores y a las lógicas computacionales desarrolladas que permiten la integración de diversas señales.
Vistos los temas anteriores, es recomendable investigar en diferentes medios sobre los avances actualizados en la robótica, y así conocer el estado del arte. En particular, se puede buscar información sobre Wild Cat, de Boston Dynamics; Grover, de la NASA; Einstein, de Hanson Robotics; o cualquier otro nombre que aparezca como datos de referencia mientras se realiza la investigación.
CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS
Durante el desarrollo de la robótica, la forma de construir robots y su forma de trabajar ha ido sufriendo modificaciones. En este sentido, se han especificado algunos criterios bajo los cuales se puede clasificar a los robots de acuerdo a su generación, a su nivel de inteligencia, a su nivel de control, y a su nivel de lenguaje de programación.
A. Según su cronología
La que a continuación se presenta es la clasificación más común:
• 1ª Generación: Manipuladores.
Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
• 2ª Generación: Robots de aprendizaje.
Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano16, por medio de un dispositivo mecánico. El operador realiza movimientos requeridos que el robot sigue y memoriza.
• 3ª Generación: Robots con control sensorizado.
El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.
• 4ª Generación: Robots inteligentes.
Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
B. Según su inteligencia
La Asociación de Robots Japonés (JIRA) ha clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de su nivel de inteligencia:
- Dispositivos de manejo manual, controlados por una persona.
- Robots de secuencia arreglada.
- Robots de secuencia variable, donde un operador puede modificar la secuencia fácilmente.
- Robots regeneradores, donde el operador humano conduce el robot a través de la tarea.
- Robots de control numérico, donde el operador alimenta la programación del movimiento, hasta que se enseñe manualmente la tarea.
- Robots inteligentes, los cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.
C. Según el control
Los programas en el controlador del robot pueden ser agrupados de acuerdo al nivel de control que realizan.
➢ Nivel de inteligencia artificial, donde el programa acepta un comando como "levantar el producto" y es capaz de descomponerlo en una secuencia de comandos de bajo nivel basados en un modelo estratégico de tareas.
➢ Nivel de modo de control, donde los movimientos del sistema son modelados, para lo que se incluye la interacción dinámica entre los diferentes mecanismos y trayectorias planeadas.
➢ Niveles de servosistemas, donde los actuadores controlan los parámetros de los mecanismos tomando como referencia los datos de retroalimentación interna obtenidos por los sensores.
D. Según su lenguaje de programación
La clave para una aplicación efectiva de los robots para una amplia variedad de tareas, es el desarrollo de lenguajes de alto nivel. Existen muchos sistemas de programación de robots, la mayoría de código libre para el público, aunque los más avanzados son privados y se utilizan en investigación. Los sistemas de programación de robots caen dentro de tres clases:
1. Sistemas guiados, en el cual el usuario conduce el robot a través de los movimientos a ser realizados.
2. Sistemas de programación de nivel-robot, en los cuales el usuario escribe un programa de computadora al especificar el movimiento y el sensado.
3. Sistemas de programación de nivel-tarea, en el cual el usuario especifica la operación por sus acciones sobre los objetos que el robot manipula.
¿Más clasificaciones?
Las clasificaciones anteriores son las más populares y, quizás, las más representativas de la evolución de la programación. No obstante, los criterios para etiquetarlos pueden ser diversos, sencillos o complicados, de acuerdo a los resultados que se quieren obtener. Por ejemplo, de acuerdo a su funcionamiento, se puede tener otra clasificación:
1. Robots Play-back, los cuales regeneran una secuencia de instrucciones grabadas, como un robot utilizado en recubrimiento por spray o soldadura por arco. Estos robots comúnmente tienen un control de lazo abierto.
2. Robots controlados por sensores, estos tienen un control en lazo cerrado de movimientos manipulados y hacen decisiones basados en datos obtenidos por sensores.
3. Robots controlados por visión, donde los robots pueden manipular un objeto al utilizar información desde un sistema de visión.
4. Robots controlados adaptablemente, donde los robots pueden automáticamente reprogramar sus acciones sobre la base de los datos obtenidos por los sensores.
5. Robots con inteligencia artificial, donde los robots utilizan las técnicas de inteligencia artificial para hacer sus propias decisiones y resolver problemas.
Isaac Asimov
Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a robots, e introdujo la palabra “robótica”. Sus preocupaciones por incorporar los robots a la vida de las personas de forma segura, lo llevaron a desarrollar las tres leyes de la robótica. Según él, la concepción de estas leyes busca contrarrestar un supuesto "complejo de Frankenstein", el temor de los humanos a un alzamiento y revolución de los robots contra sus creadores En el mundo creado en la literatura de Asimov, los primeros robots podían ser enfrentados a situaciones en las cuales se vieran en un conflicto con sus leyes de funcionamiento.
¿Qué hacer cuando, para evitar dañar a dos o más personas, hay que herir a otro ser humano? Incluso para los humanos, con complejos principios morales, esta podría ser una decisión difícil. Los robots más simples tendrían que decidir en función de un criterio exclusivamente cuantitativo.
Una estructura “cerebral” más compleja, le permitiría a los robots redefinir su concepto de “daño” de acuerdo a sus experiencias, dándole mayor peso a los daños psicológicos que a los físicos. También podrían hacer valoraciones individuales de la importancia de las personas, en función de criterios definidos o aprendidos. De esta forma un robot podría dañar a un ser humano por proteger a otro que considere más valioso.
LAS TRES LEYES DE LA ROBÓTICA
Las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas escritas por Isaac Asimov en ciencia ficción que deben ser cumplidas por los robots. Para ellos -los robots-, estas tres leyes son formulaciones matemáticas complejas almacenadas en lo que Asimov denominó “sendero positrónico del cerebro” de estas máquinas (1942, Runaround20).
Establecen lo siguiente:
Ley Cero: Un robot no puede lastimar a la humanidad o, por falta de acción, permitir que la humanidad sufra daños
Ley Uno: Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
Ley Dos: Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.
Ley Tres: Un robot debe auto-protegerse siempre que su protección no entre en conflicto con una ley de orden mayor.
Cualquier violación a estas leyes, resultaría en la destrucción del robot al dañarse el cerebro positrónico de forma irreversible. Ellas forman el código moral del robot, pero no hay que dejar de lado la afirmación hecha por el mismo Asimov: los robots no razonan, sino que siguen una línea de pensamiento lógico.
Asimov atribuye las tres Leyes a John W. Campbell, que las habría redactado durante una conversación sostenida en 1940. Sin embargo, Campbell sostiene que Asimov ya las tenía pensadas, y que simplemente las expresaron entre los dos de una manera más formal. Estas leyes han sido utilizadas por otros autores en literatura, y seguro jugarán un papel importante cuando la tecnología de los androides sea más que fantasía.
Cine y televisión
La robótica tiene un lugar especial en el cine y en la televisión. Han surgido películas futuristas muy famosas en las que los robots conviven con los humanos de forma natural, como por ejemplo, la saga de StarWars (1977 - 2005), “Yo, Robot” (2004), RoboCop (1987). En otras, como Terminator (1984), los robots aún no son comunes y se plantean problemas como el levantamiento de las máquinas.
También hay varias series de televisión que incluyen entre sus personajes a máquinas de esta categoría, buenos y malos, complejos y sencillos. La importancia de la robótica en este arte visual es que la creatividad de los directores y guionistas ha servido de inspiración para el desarrollo de nuevas máquinas. Lo que hace años se consideraba ciencia ficción pura en la pantalla, como algunas tecnologías del famoso James Bond, ahora es una realidad al alcance de todos.
ACTIVIDAD “ROBOTS EN LA ACTUALIDAD”
- Realice un mapa mental sobre la clasificación de los robots. Utilice dibujos o imágenes e ideas principales.
- ¿Quién es Isaac Asimov? ¿Qué aportes hizo a la robótica?
- Explique cada una las Leyes de la Robótica.
- ¿Qué papel ha jugado la robótica en el cine y la televisión?
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