Robótica

El concepto de robot se popularizó con el éxito de la obra R.U.R. (Robots Universales Rossum), escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al inglés de esta obra, la palabra checa "robota", que significa trabajos forzados o trabajador, se tradujo al inglés como "robot".

Los avances en robótica han revelado la existencia de dispositivos robóticos capaces de desplazarse e interactuar con su entorno gracias a la amplia disponibilidad de sensores precisos y motores de alto rendimiento, junto con el desarrollo de algoritmos complejos que permiten mapear, localizar, planificar desplazamientos y orientarse mediante coordenadas.

La robótica está ligada a la creación de artefactos que liberan a los humanos de trabajos tediosos o peligrosos. Leonardo Torres Quevedo introdujo el término "automática" y Karel Čapek acuñó el término "robot". Isaac Asimov definió la robótica y creó las tres leyes de la robótica. Los robots se usan en diversas áreas como fabricación, exploración espacial, cirugía y seguridad.

Estructura de los robots

La estructura de un robot puede ser metamórfica, lo que permite cambios en su configuración para aumentar la flexibilidad funcional. El metamorfismo varía en niveles, desde cambios simples hasta alteraciones estructurales complejas. Los robots se pueden clasificar en grupos como poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.

1. Poliarticulados:

Los robots en este grupo, como los manipuladores y los industriales, son sedentarios con movimientos limitados en un espacio de trabajo definido. Se utilizan para abarcar zonas amplias, actuar en objetos con simetría vertical y ocupar poco espacio en el suelo.

2. Móviles:

Robots móviles con sistema de desplazamiento rodante guiados por telemando o sensores, utilizados para transportar piezas en cadenas de fabricación. Pueden sortear obstáculos y tienen nivel de inteligencia.

3. Androides:

Los androides son robots que imitan la forma y el comportamiento humano, especialmente la locomoción bípeda. Aunque actualmente tienen poco uso práctico y se usan principalmente para estudios y experimentos, su principal desafío es mantener el equilibrio y la coordinación en tiempo real.

4. Zoomórficos:

Los robots zoomórficos imitan sistemas de locomoción de seres vivos. Se dividen en caminadores y no caminadores. Los caminadores, como los multípedos, son objeto de experimentos para desarrollar vehículos terrestres autónomos en terrenos accidentados, con posibles aplicaciones en exploración espacial y estudio de volcanes.

5. Híbridos:

Estos robots corresponden a aquellos de difícil clasificación, cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas es, al mismo tiempo, uno de los atributos de los robots móviles y de los robots zoomórficos.

Cronología de los robots

Primera generación:

Robots manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.

Segunda generación:

Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.

Tercera generación:

Robots con control sensorizado. El controlador es un ordenador que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador o robot para que realice los movimientos necesarios.

Robótica autónoma

La robótica autónoma es el área de la robótica que desarrolla robots capaces de desplazarse y actuar sin intervención humana. Para ello, el robot debe percibir su entorno y actuar de forma adecuada, además de llevar a cabo su tarea.

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.

En entornos no estructurados la solución a través de mapa no es viable, por lo que se toman caminos en los que no se usa la inteligencia artificial clásica, con un control centralizado, sino la inteligencia artificial basada en multiagentes (originaria en el trabajo de Rodney Brooks y su arquitectura de subsunción), o en planteamientos conexionistas usando redes neuronales. La disciplina que usa algoritmos genéticos para evolucionar redes neuronales se denomina robótica evolutiva.