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 muy utilizados 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.

Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, minería, búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres.

Expo 2005, Nagakute (Aichi)

Existe una gran esperanza, especialmente en Japón, de que el cuidado del hogar para la población de edad avanzada pueda ser desempeñado por robots.

Los robots parecen estar abaratándose y reduciendo su tamaño, una tendencia relacionada con la miniaturización de los componentes electrónicos que se utilizan para controlarlos. Además, muchos robots son diseñados en simuladores mucho antes de construirse y de que interactúen con ambientes físicos reales. Un buen ejemplo de esto es el equipo Spiritual Machine, un equipo de 5 robots desarrollado totalmente en un ambiente virtual para jugar al fútbol en la liga mundial de la F.I.R.A.

Además de los campos mencionados, hay modelos trabajando en el sector educativo, servicios (por ejemplo, en lugar de recepcionistas humanos o vigilancia) y tareas de búsqueda y rescate.

 Usos médicos

Recientemente , se ha logrado un gran avance en los robots dedicados a la medicina, con dos compañías en particular, Computer Motion e Intuitive Surgical, que han recibido la aprobación regulatoria en América del Norte, Europa y Asia para que sus robots sean utilizados en procedimientos de cirugía invasiva mínima. Desde la compra de Computer Motion (creador del robot Zeus) por Intuitive Surgical, se han desarrollado ya dos modelos de robot Da Vinci por esta última. En la actualidad, existen más de 800 robots quirúrgicos Da Vinci en el mundo, con aplicaciones en Urología, Ginecología, Cirugía general, Cirugía Pediátrica, Cirugía Torácica, Cirugía Cardíaca y ORL. También la automatización de laboratorios es un área en crecimiento. Aquí, los robots son utilizados para transportar muestras biológicas o químicas entre instrumentos tales como incubadoras, manejadores de líquidos y lectores. Otros lugares donde los robots están reemplazando a los humanos son la exploración del fondo oceánico y exploración espacial. Para esas tareas se suele recurrir a robots de tipo artrópodo.

 Modelos de vuelo

En fases iniciales de desarrollo hay robots alados experimentales y otros ejemplos que explotan el biomimetismo. Se espera que los así llamados nanomotores y cables inteligentes simplifiquen drásticamente el poder de locomoción, mientras que la estabilización en vuelo parece haber sido mejorada substancialmente por giroscopios extremadamente pequeños.

 Modelos militares

Un impulsor muy significativo de este tipo de investigaciones es el desarrollo de equipos de espionaje militar.

Robótica educativa

La Robótica Educativa es un medio de aprendizaje, en el cual participan las personas que tienen motivación por el diseño y construcción de creaciones propias (objeto que posee características similares a las de la vida humana o animal). Éstas creaciones se dan en primera instancia de forma mental y posteriormente en forma física, las cuales son construidas con diferentes tipos de materiales y controladas por un sistema computacional, los que son llamados prototipos o simulaciones.

En sus inicios los autómatas eran realizados con materiales fáciles de encontrar, ya sea con madera, cobre o cualquier otro material fácil de moldear.

"Robby", un robot casero

Robby sentado. Con cilindros de aire y válvulas de aire electromagnéticas, pero sin sentidos y sin interface.

Esto es Robby. Los tubos azules dan aire a los cilindros (azules) que muevan brazos y piernas. Las cajas de bronce son protectores para los sensores de rotación (encoders) en las ejes. Al frente del torso (en negro) están las válvulas de aire. La cabeza contiene los ojos y la interface con la computadora. No están visibles los sensores de verticalidad, que están dentro del torso y los sensores de tacto en la planta de los pies.

Un robot humanoide a bajo costo
El estudio de sistemas inteligentes (SI) ha avanzado hasta tal punto que se debería hacer un intento serio para construir un robot inteligente para el hogar y a bajo costo. Para la descripción por qué deberíamos construir robots, ver Por qué construir robots (Entre para leer de corrido, como un libro). and "Robot Servants" (Referencia externa)(en inglés).

Una inteligencia humana depende de tener sentidos como los tiene un ser humano y la posibilidad de actuar (movimientos de la mano) en alguna forma similar a la de un humano. Esto es necesario para que el cerebro pueda formar conceptos relacionados a estos sentidos y a estas acciones y para que pueda entender estos conceptos. Ver: La conexión entre conceptos y entorno (symbol grounding) (Para leer de corrido, no entre aquí ahora)..

Para comenzar a crear una inteligencia similar a la humana, necesitamos experimentar con un robot que tiene sentidos y un cuerpo similares a los humanos. Describiremos un robot que, por razones de costo y de peso, será un robot neumático.

El autor está construyendo un prototipo de este robot. El cuerpo está finalizado, el cerebro está en construcción. Él desea conocer las dificultades que surgen al construir este robot, al controlar el cuerpo del robot a partir del cerebro y al enseñar (no programar) al robot a reaccionar adecuadamente a una situación dada.

Especificaciones
Un robot para el hogar debería ser de tamaño y peso moderados, para que no cause miedo. El tamaño y la fuerza de una persona de 12 años de edad parecen ser los adecuados. Debería costar menos que un automóvil y poder operar en un hogar. Por eso debería trabajar con baterías recargables o tener la posibilidad de poder conectarlo al sistema eléctrico de la casa. Solamente es necesario que tenga la inteligencia necesaria para cocinar, poner y servir la mesa, hacer las camas y poder utilizar los artículos y las máquinas del hogar.Por especificaciones más detalladas, ver: Especificaciones para "Robby" (Entre para leer de corrido, como un libro)..

El cerebro del robot
La mente del robot es un programa modificado del "General Learner". Inicié este programa en una Macintosh Quadra 605, y conecté los ojos a esa máquina. Ver: mente (Entre para leer de corrido, como un libro).
Ahora poseo una iMac y estoy experimentando con los movimientos de los miembros en esa computadora.
Esta mente del robot es como la llamada caja negra. La entrada consiste en información sensorial que el cerebro transforma a conceptos. La salida son los conceptos que manejan a los miembros. La caja negra aprende cuáles son las salidas adecuadas a qué entradas.
El programa aún no está completado, pero mientras tanto se puede observar el programa original General Learner (Para leer de corrido, no entre aquí ahora). (El programa que aprende)

Investigación actual (Para leer de corrido, no entre aquí ahora). del autor, Ago. 2004. Se trata de un nuevo cerebro para el Robby llamado GL-3.

Aquí puedes ver cómo el cerebro del Robby utiliza la Teoría del Control de las Percepciones (Entre para leer de corrido, como un libro)..

Lo que necesitas para construir tu robot para el hogar
El robot debería ser construido por una empresa comercial. Pero, si deseas realmente construirlo tú mismo, reúne un grupo de personas; no lo hagas tú sólo. Es demasiado trabajo para una sola persona y se necesitan conocimientos bastante diversificados.
Las habilidades que deberían estar representadas en el grupo son: Condiciones de líder en la persona del jefe, conocimientos de ingeniería mecánica, de ingeniería neumática (si se utilizan cilindros de aire), de ingeniería eléctrica (si se utilizan motores eléctricos), de electrónica, de programación de computadoras, de trabajos en madera y hierro.
Sé consciente de que éste es un proyecto experimental de robot. No hay garantía de que el robot finalmente funcione en la forma deseada.
Vea una discusión de las ventajas y dificultades con el control de cilindros de aire aquí (Entre para leer de corrido, como un libro)..

Construcción del prototipo
El progreso en la construcción del prototipo fue el siguiente:

• Diseño del cuerpo, desde Febrero '95 hasta Octubre '95.
• Esqueleto (Entre para leer de corrido, como un libro). versión en madera dura, desde Septiembre '97 hasta Mayo '98.
• Músculos (Entre para leer de corrido, como un libro). cilindros neumáticos de peso liviano, desde Junio '98 hasta Septiembre '99.
• Válvulas electro-neumáticas adheridas, 48 válvulas, modelo D112201 DYNAMCO, 12 V, ensambladas en 6 conjuntos, medida de cada conjunto 40x60x160 mm (1.6x2.4x6.3 inches), Enero '00
• Sentidos (Entre para leer de corrido, como un libro). (ojos, sensor para la verticalidad, sensor para la posición de los miembros, sensores táctiles), instalados en Enero '02.
• Interface (Entre para leer de corrido, como un libro). electrónica motora y sensorial al cerebro (hardware), desde Enero '00 hasta Julio '01.
  
• Peso total del cuerpo del prototipo, sin el compresor del aire ni la computadora: 24 Kg.

Costo
Costo total de los materiales del prototipo del cuerpo: 5200 dólares.
(Precio sin la computadora ni el compresor de aire; no encontré un compresor de aire adecuado).
Los costos de los ítems de los materiales más importantes fueron:

• Interface electrónica 1409 dólares
  
• Válvulas de aire DYNAMCO 1360 dólares
  
• Ojos CCD QuickCam 770 dólares
  
• Sensores de verticalidad Pewatron 477 dólares
  
• 24 medidores de ángulo (encoders) 205 dólares

http://www.taringa.net/posts/hazlo-tu-mismo/9563343/Construye-tu-propio-robot-solar-paso-a-paso.html