La historia de los robots tiene sus orígenes en el mundo antiguo . Durante la Revolución Industrial , los humanos desarrollaron la capacidad de ingeniería estructural para controlar la electricidad, de modo que las máquinas pudieran funcionar con pequeños motores . A principios del siglo XX, se desarrolló el concepto de máquina humanoide .
Los primeros usos de los robots modernos fueron en fábricas como robots industriales . Estos robots industriales eran máquinas fijas capaces de realizar tareas de fabricación que permitían producir con menos trabajo humano . Desde los años 2000 se construyen robots industriales programados digitalmente con inteligencia artificial .
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Los conceptos de sirvientes y compañeros artificiales datan al menos de las antiguas leyendas de Cadmo , de quien se dice que sembró dientes de dragón que se convirtieron en soldados, y Pigmalión, cuya estatua de Galatea cobró vida. Muchas mitologías antiguas incluían personas artificiales, como las doncellas mecánicas parlantes ( griego antiguo : Κουραι Χρυσεαι (Kourai Khryseai); "Doncellas de oro" [1] ) construidas por el dios griego Hefesto ( Vulcano para los romanos) en oro. [2]
El erudito budista Daoxuan (596-667 d. C.) describió autómatas humanoides fabricados con metales que recitaban textos sagrados en un claustro que albergaba un reloj fabuloso. Los "hombres de metales preciosos" lloraron cuando murió Buda Shakyamuni . [3] Los automatismos humanoides también aparecen en la Epopeya del rey Gesar , un héroe cultural de Asia central . [4]
En la antigua tradición china sobre el legendario carpintero Lu Ban y el filósofo Mozi se describen imitaciones mecánicas de animales y demonios. [5] Las implicaciones de los autómatas humanoides se discutieron en Liezi (siglo IV d. C.), una recopilación de textos taoístas que se convirtió en un clásico. En el capítulo 5, el rey Mu de Zhou está de gira por Occidente y, al preguntarle al artesano Maestro Yan Shi "¿Qué puedes hacer?", la corte real recibe un hombre artificial. El autómata era indistinguible de un humano y realizaba varios trucos para el rey y su séquito. Pero el rey montó en cólera cuando aparentemente el autómata comenzó a coquetear con las damas que lo asistían y amenazó al autómata con ejecutarlo. Entonces, el artesano cortó el autómata y reveló el funcionamiento interno del hombre artificial. El rey está fascinado y experimenta con la interdependencia funcional del autómata eliminando diferentes componentes similares a órganos. El rey se maravilló: "¿Es posible entonces que la habilidad humana logre tanto como el Creador?" y confiscó el autómata. [6] Se puede encontrar una historia similar en los cuentos Jataka budistas indios casi contemporáneos , pero aquí la complejidad de la automatización no coincide con la del Maestro Yan. [4] Antes de la introducción del budismo en la era común , los filósofos chinos no consideraban seriamente la distinción entre apariencia y realidad. El Liezi refuta las filosofías budistas y compara los poderes creativos humanos con los del Creador. [7]
El Lokapannatti indio , una colección de ciclos y tradiciones producida en el siglo XI o XII d. C., [8] cuenta la historia de cómo un ejército de soldados automatizados ( bhuta vahana yanta o "máquinas de movimiento espiritual") fueron creados para proteger las reliquias de Buda en una estupa secreta. Los planos para hacer tales autómatas humanoides fueron robados del reino de Roma, un término genérico para la cultura grecorromana-bizantina. Según el Lokapannatti , los yavanas ("griegohablantes") usaban los autómatas para realizar comercio y agricultura, pero también capturaban y ejecutaban criminales. Los fabricantes de automatización romanos que abandonaron el reino fueron perseguidos y asesinados por los autómatas. Según el Lokapannatti , el emperador Asoka escucha la historia de la estupa secreta y se propone encontrarla. Tras una batalla entre los feroces guerreros autómatas, Asoka encuentra al longevo ingeniero que había construido los autómatas y le enseña cómo desmantelarlos y controlarlos. De este modo, el emperador Asoka consigue comandar un gran ejército de guerreros automatizados. Este cuento indio refleja el miedo a perder el control de los seres artificiales, que también se ha expresado en los mitos griegos sobre el ejército de los dientes de dragón. [9]
Inspirados por la leyenda cristiana europea , los europeos medievales idearon cabezas de bronce que podían responder a las preguntas que se les planteaban. Se supone que Alberto Magno construyó un androide completo que podía realizar algunas tareas domésticas, pero fue destruido por el alumno de Alberto, Tomás de Aquino, por perturbar su pensamiento. [10] La leyenda más famosa se refería a una cabeza de bronce ideada por Roger Bacon que fue destruida o desechada después de que se perdiera el momento de su funcionamiento. [10] Los autómatas que se parecían a humanos o animales eran populares en los mundos imaginarios de la literatura medieval. [11] [12]
En el siglo IV a. C., el matemático Arquitas de Tarento postuló un pájaro mecánico al que llamó "La Paloma", que era impulsado por vapor . [13] Tomando la referencia anterior en la Ilíada de Homero , Aristóteles especuló en su Política (ca. 322 a. C., libro 1, parte 4) que los autómatas podrían algún día lograr la igualdad humana al hacer posible la abolición de la esclavitud :
Sólo hay una condición en la que podemos imaginar que los administradores no necesiten subordinados y los amos no necesiten esclavos. Esta condición sería que cada instrumento pudiera realizar su propio trabajo, al recibir una orden o por anticipación inteligente, como las estatuas de Dédalo o los trípodes hechos por Hefesto, de los cuales Homero relata que "por su propio impulso entraron en el cónclave de los dioses en el Olimpo", como si una lanzadera tejiera por sí sola y un plectro hiciera su propia ejecución del arpa.
Cuando los griegos controlaban Egipto, una sucesión de ingenieros que podían construir autómatas se establecieron en Alejandría . Comenzando con el polímata Ctesibio (285-222 a. C.), los ingenieros alejandrinos dejaron textos que detallaban autómatas funcionales impulsados por hidráulica o vapor . Ctesibio construyó autómatas de apariencia humana, que a menudo se usaban en ceremonias religiosas y en el culto a las deidades. Uno de los últimos grandes ingenieros alejandrinos, Herón de Alejandría (10-70 d. C.) construyó un teatro de marionetas de autómatas, donde las figurillas y los decorados se movían por medios mecánicos. Describió la construcción de tales autómatas en su tratado sobre neumática . [14] Los ingenieros alejandrinos construyeron autómatas como reverencia al aparente dominio de los humanos sobre la naturaleza y como herramientas para los sacerdotes, pero también iniciaron una tradición en la que se construían autómatas para cualquiera que fuera lo suficientemente rico y principalmente para el entretenimiento de los ricos. [15]
La tradición de fabricación de autómatas continuó en el mundo griego hasta bien entrada la Edad Media. En su visita a Constantinopla en 949, el embajador Liutprando de Cremona describió los autómatas del palacio del emperador Teófilo , incluidos
"leones, hechos de bronce o de madera recubiertos de oro, que golpeaban el suelo con sus colas y rugían con la boca abierta y la lengua temblorosa", "un árbol de bronce dorado, sus ramas llenas de pájaros, igualmente hechos de bronce dorado, y estos emitían gritos apropiados para su especie" y "el trono del emperador" en sí, que "fue hecho de una manera tan astuta que en un momento estaba en el suelo, mientras que en otro se elevaba más y se podía ver en el aire". [16]
Autómatas similares en la sala del trono (pájaros cantores, leones rugientes y en movimiento) fueron descritos por el contemporáneo de Luitprand, el emperador bizantino Constantino Porfirogenito , en su libro Περὶ τῆς Βασιλείου Τάξεως .
En China, la máquina cósmica, una torre de reloj de 10 metros (33 pies) construida por Su Song en Kaifeng, China , en 1088 d. C., presentaba maniquíes mecánicos que marcaban las horas, haciendo sonar gongs o campanas, entre otros dispositivos. [17] Las hazañas de automatización continuaron durante la dinastía Tang . Daifeng Ma construyó un sirviente automático para la reina. [18] Ying Wenliang construyó un hombre autómata que proponía brindis en los banquetes y una mujer autómata de madera que tocaba el sheng . Entre los autómatas mejor documentados de la antigua China se encuentran los de Han Zhile, un japonés que se mudó a China a principios del siglo IX d. C. [19]
Las sociedades postclásicas, como los bizantinos y los árabes , continuaron la construcción de autómatas. Los bizantinos heredaron el conocimiento sobre autómatas de los alejandrinos y lo desarrollaron aún más para construir relojes de agua con mecanismos de engranajes, como, por ejemplo, el descrito por Procopio alrededor del 510. Fue en el mundo árabe medieval donde se producirían avances más significativos en la construcción de autómatas. Harun al-Rashid construyó relojes de agua con complicados gatos hidráulicos y figuras humanas en movimiento. Uno de esos relojes fue regalado a Carlomagno , rey de los francos, en 807. [20] Ingenieros árabes como Banu Musa y Al-Jazari publicaron tratados sobre hidráulica y avanzaron aún más en el arte de los relojes de agua. Al-Jazari construyó pavos reales móviles automatizados impulsados por energía hidráulica. [21] Inventó unas ruedas hidráulicas con levas en su eje que se usaban para operar autómatas. [22] Uno de los autómatas humanoides de Al-Jazari era una camarera que podía servir agua, té o bebidas. La bebida se almacenaba en un tanque con un depósito desde donde la bebida goteaba en un balde y, después de siete minutos, en una taza, después de lo cual la camarera aparece por una puerta automática sirviendo la bebida. [23] Al-Jazari inventó un autómata para lavarse las manos que incorpora un mecanismo de descarga que ahora se usa en los inodoros modernos . Presenta a un autómata humanoide femenino de pie junto a un recipiente lleno de agua. Cuando el usuario tira de la palanca, el agua se drena y el autómata femenino vuelve a llenar el recipiente. [24] Además, creó una banda musical robótica. [25] Según Mark Rosheim, a diferencia de los diseños griegos, los autómatas árabes trabajaban con ilusión dramática y manipulaban la percepción humana para su aplicación práctica. [26]
Los engranajes segmentarios descritos en El libro del conocimiento de ingeniosos dispositivos mecánicos , publicado por Al-Jazari poco antes de su muerte en 1206, aparecieron 100 años después en los relojes europeos más avanzados . Al-Jazari también publicó instrucciones sobre la construcción de autómatas humanoides. [27] Los primeros relojes de agua modelados según diseños árabes se construyeron en Europa alrededor del año 1000 d. C., posiblemente sobre la base de la información que se transmitió durante el contacto entre musulmanes y cristianos en Sicilia y España. Entre los primeros relojes de agua europeos registrados se encuentra el de Gerberto de Aurillac , construido en 985 d. C. [28] Las obras de Hero sobre autómatas se tradujeron al latín en medio del Renacimiento del siglo XII . El artista-ingeniero de principios del siglo XIII Villard de Honnecourt esbozó planos para varios autómatas. A finales del siglo XIII, Roberto II, conde de Artois , construyó un jardín de recreo en su castillo de Hesdin que incorporaba varios robots, humanoides y animales. [29] Los campaneros automáticos, llamados jacquemart , se hicieron populares en Europa en el siglo XIV junto con los relojes mecánicos. [28]
Entre los primeros autómatas verificables se encuentra un humanoide dibujado por Leonardo da Vinci (1452-1519) alrededor de 1495. Los cuadernos de Leonardo, redescubiertos en la década de 1950, contienen dibujos detallados de un caballero mecánico con armadura que podía sentarse, mover los brazos y la cabeza y la mandíbula. [30] A mediados del siglo XV, Johannes Müller von Königsberg creó un águila y una mosca autómatas hechas de hierro; ambas podían volar. John Dee también es conocido por crear un escarabajo de madera, capaz de volar. [31]
El pensador del siglo XVII René Descartes creía que los animales y los humanos eran máquinas biológicas. En su último viaje a Noruega, llevó consigo una muñeca mecánica que se parecía a su hija muerta Francine. [32] En el siglo XVIII, el maestro fabricante de juguetes Jacques de Vaucanson construyó para Luis XV un pato automatizado con cientos de partes móviles, que podía comer y beber. Vaucanson posteriormente construyó autómatas humanoides, un baterista y un flautista que se destacaron por su similitud anatómica con seres humanos reales. [33] La creación de Vaucanson inspiró a los relojeros europeos a fabricar autómatas mecánicos y se puso de moda entre la aristocracia europea coleccionar sofisticados dispositivos mecánicos para el entretenimiento. [32] En 1747 , Julien Offray de La Mettrie publicó anónimamente L'homme machine ( El hombre una máquina ), en el que llamó a Vaucanson un "nuevo Prometeo " y reflexionó sobre "el cuerpo humano es un reloj, un gran reloj construido con tanta habilidad e ingenio". [34]
En la década de 1770, el suizo Pierre Jaquet-Droz creó autómatas móviles que parecían niños, lo que deleitó a Mary Shelley , quien luego escribió la novela de 1818 Frankenstein; o, El moderno Prometeo . El último intento de automatización fue El turco de Wolfgang von Kempelen , una máquina aparentemente sofisticada que podía jugar al ajedrez contra un oponente humano y recorrió Europa. Cuando la máquina fue traída al nuevo mundo, impulsó a Edgar Allan Poe a escribir un ensayo, en el que concluyó que era imposible que los dispositivos mecánicos razonaran o pensaran. [32] Sin embargo, más tarde se reveló que El turco mecánico era un elaborado engaño: la máquina ocultaba a un humano, que la operaba desde adentro.
En el siglo XIX, el artesano japonés Hisashige Tanaka , conocido como el "Edison de Japón", creó una serie de juguetes mecánicos extremadamente complejos, algunos de los cuales podían servir té, disparar flechas extraídas de un carcaj o incluso pintar un carácter kanji japonés. El texto emblemático Karakuri Zui ( Maquinaria ilustrada ) se publicó en 1796. [35] En 1898, Nikola Tesla demostró su "teleautomatón", un prototipo de barco controlado a distancia en el Madison Square Garden como "un autómata que, abandonado a su suerte, actuará como si tuviera razón y sin ningún control voluntario desde el exterior". Defendió su invento contra los periodistas críticos, argumentando que no era un "torpedo inalámbrico", sino "el primero de una raza de robots, hombres mecánicos que realizarán el trabajo laborioso de la raza humana". [36]
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A partir de 1900, L. Frank Baum introdujo la tecnología contemporánea en los libros infantiles de la serie Oz. En El maravilloso mago de Oz (1900), Baum contó la historia del cyborg Leñador de hojalata , un leñador humano al que un hojalatero le reemplazó las extremidades, la cabeza y el cuerpo después de que su malvada hacha los cortara. En Ozma de Oz (1907), Baum describe al hombre de cobre con mecanismo de relojería Tik-Tok , al que hay que darle cuerda continuamente y que se queda sin energía en momentos inoportunos. [38]
En 1903, el ingeniero español Leonardo Torres Quevedo introdujo en la Academia de Ciencias de París un sistema de control basado en radio llamado " Telekino " . [39] Fue concebido como una forma de probar un dirigible de su propio diseño sin arriesgar vidas humanas. A diferencia de otros métodos, que realizaban acciones de "encendido/apagado", Torres estableció un sistema para controlar cualquier dispositivo mecánico o eléctrico con diferentes estados de funcionamiento. [40] El transmisor era capaz de enviar una familia de palabras de código diferentes por medio de una señal telegráfica binaria, y el receptor podía configurar un estado de funcionamiento diferente en el dispositivo que se estuviera utilizando, dependiendo de la palabra de código. El Telekino podía ejecutar 19 comandos diferentes. En 1905, Torres decidió realizar las pruebas iniciales del Telekino en un vehículo terrestre eléctrico de tres ruedas. [41] En 1906, en presencia de una audiencia que incluía al Rey de España, Torres demostró la invención en el Puerto de Bilbao , guiando un barco desde la orilla con gente a bordo, que se controlaba a una distancia de más de 2 km. [42]
En 1912, Leonardo Torres Quevedo construyó la primera máquina verdaderamente autónoma capaz de jugar al ajedrez. A diferencia de El Turco y Ajeeb operados por humanos , El Ajedrecista (El Ajedrecista) tenía una verdadera automatización integrada construida para jugar al ajedrez sin guía humana. Solo jugaba un final con tres piezas de ajedrez , moviendo automáticamente un rey blanco y una torre para dar jaque mate al rey negro movido por un oponente humano. [43] [44] En 1951, El Ajedrecista derrota a Savielly Tartakower en la Conferencia Cibernética de París, siendo el primer Gran Maestro en ser derrotado por una máquina. [45] En su artículo de 1914 Ensayos sobre la automática , Torres propuso una máquina que hace "juicios" utilizando sensores que capturan información del exterior, partes que manipulan el mundo exterior como brazos, fuentes de energía como baterías y presión de aire y, lo más importante, información capturada e información pasada. Se definió como un organismo que puede controlar reacciones en respuesta a información externa y adaptarse a cambios en el entorno para cambiar su comportamiento. [46] [47] [48] [49]
El término "robot" fue utilizado por primera vez en una obra de teatro publicada por el checo Karel Čapek en 1920. RUR ( Rossum's Universal Robots ) era una sátira, los robots eran seres biológicos fabricados que realizaban todo el trabajo manual desagradable. [50] Según Čapek, la palabra fue creada por su hermano Josef a partir de la palabra checa robota ' corvée ', o en eslovaco 'trabajo' o 'labor'. [51] (Karel Čapek estaba trabajando en su obra de teatro durante su estancia en Trenčianske Teplice en Eslovaquia, donde su padre trabajaba como médico). La obra de teatro RUR, reemplazó el uso popular de la palabra "autómata". [52]
Westinghouse Electric Corporation construyó Televox en 1926; era un recorte de cartón conectado a varios dispositivos que los usuarios podían encender y apagar. [53] En 1927, se estrenó Metrópolis de Fritz Lang ; el Maschinenmensch ("máquina-humano"), un robot humanoide ginoide , también llamado "Parody", "Futura", "Robotrix" o la "imitadora de María" (interpretada por la actriz alemana Brigitte Helm ), fue el primer robot en ser representado en una película. [54]
El robot autómata japonés más famoso fue presentado al público en 1927. Se suponía que el Gakutensoku tenía una función diplomática. Accionado por aire comprimido, podía escribir con fluidez y levantar los párpados . [19] Muchos robots fueron construidos antes del amanecer de los servomecanismos controlados por computadora, para fines de relaciones públicas de las grandes empresas. Se trataba esencialmente de máquinas que podían realizar algunas acrobacias, como los autómatas del siglo XVIII. En 1928, uno de los primeros robots humanoides se exhibió en la exposición anual de la Model Engineers Society en Londres. Inventado por WH Richards, el robot, llamado Eric , consistía en una armadura de aluminio con once electroimanes y un motor alimentado por una fuente de energía de 12 voltios. El robot podía mover las manos y la cabeza y podía ser controlado por control remoto o control de voz. [55]
Los primeros diseños de robots industriales se pusieron en producción en Estados Unidos. Estos manipuladores tenían articulaciones modeladas según la cinética del hombro, brazo y muñeca humanos para replicar movimientos humanos como tirar, empujar, presionar y levantar. Los movimientos podían controlarse mediante programación de levas e interruptores . En 1938, Willard V. Pollard presentó la primera solicitud de patente para un brazo de este tipo, el "Aparato de control de posición" con controladores electrónicos, cilindro neumático y motores que accionaban seis ejes de movimiento. Pero la gran memoria del tambor hacía que la programación llevara mucho tiempo y fuera difícil. [56]
En 1939, el robot humanoide conocido como Elektro apareció en la Feria Mundial . [57] [58] Con siete pies de alto (2,1 m) y un peso de 265 libras (120 kg), podía caminar mediante comandos de voz, hablar unas 700 palabras (usando un tocadiscos de 78 rpm ), fumar cigarrillos, inflar globos y mover la cabeza y los brazos. El cuerpo estaba formado por una leva de engranaje de acero y un esqueleto de motor cubierto por una piel de aluminio. [59]
En 1939, Konrad Zuse construyó la primera computadora electromecánica programable , sentando las bases para la construcción de una máquina humanoide que ahora se considera un robot. [60] La aplicación práctica de la lógica binaria a los interruptores eléctricos había sido demostrada por Claude Shannon , pero su calculadora no era programable. [61]
En 1941 y 1942, Isaac Asimov formuló las Tres Leyes de la Robótica y, en el proceso, acuñó la palabra «robótica». [ cita requerida ] En 1945, Vannevar Bush publicó As We May Think , un ensayo que investigó el potencial del procesamiento electrónico de datos . Predijo el auge de las computadoras, los procesadores de texto digitales, el reconocimiento de voz y la traducción automática . Más tarde, Ted Nelson , el inventor del hipertexto , le dio el crédito . [18]
En 1943 Arturo Rosenblueth , Norbert Wiener y Julian Bigelow adoptaron el sistema nervioso central humano como paradigma de control para sistemas de armas automáticas . Al hacerlo, fueron pioneros en la cibernética (del griego timonel ) y modelaron el procesamiento de datos bajo el supuesto de que un animal comunica continuamente su experiencia sensorial a su sistema nervioso central como retroalimentación automática e involuntaria, pudiendo así regular procesos como la respiración , la circulación y la digestión . [62] Después de la Segunda Guerra Mundial , en una conferencia sobre cibernética de 1946, Warren McCulloch reunió a un equipo de matemáticos, ingenieros informáticos, fisiólogos y psicólogos para trabajar en el funcionamiento de máquinas utilizando sistemas biológicos como punto de partida. Tras la publicación de su libro en 1948, la idea de Wiener de que los sistemas inanimados podían simular sistemas biológicos y sociales mediante el uso de sensores condujo a la adaptación de las teorías cibernéticas a las máquinas industriales. Pero los servocontroladores demostraron ser inadecuados para lograr el nivel deseado de automatización. [63]
Los primeros robots electrónicos autónomos con comportamiento complejo fueron creados por William Grey Walter del Burden Neurological Institute en Bristol, Inglaterra, en 1948 y 1949. Quería demostrar que las conexiones ricas entre un pequeño número de células cerebrales podían dar lugar a comportamientos muy complejos ; esencialmente, que el secreto de cómo funcionaba el cerebro residía en cómo estaba conectado. Sus primeros robots, llamados Elmer y Elsie , se construyeron entre 1948 y 1949 y a menudo se los describía como "tortugas" debido a su forma y su lento ritmo de movimiento. Los robots tortuga de tres ruedas eran capaces de realizar fototaxis , por la cual podían encontrar su camino hacia una estación de recarga cuando se quedaban sin batería. [ cita requerida ]
Walter destacó la importancia de utilizar electrónica puramente analógica para simular procesos cerebrales en una época en la que sus contemporáneos, como Alan Turing y John von Neumann, estaban adoptando una visión de los procesos mentales en términos de computación digital . El trabajo de Walter inspiró a generaciones posteriores de investigadores en robótica, como Rodney Brooks , Hans Moravec y Mark Tilden . Las encarnaciones modernas de las "tortugas" de Walter se pueden encontrar en la forma de la robótica BEAM . [64]
En 1949, Tony Sale construyó un sencillo robot humanoide de 1,8 m (6 pies) al que llamó George , creado a partir de chatarra de un bombardero Wellington en tierra . Después de almacenarlo en el cobertizo de su inventor, el robot fue restaurado en 2010 y se mostró en un episodio de El mundo de la invención de Wallace y Gromit . Después de la reactivación, Tony Sale donó a George al Museo Nacional de Computación , donde permanece en exhibición para el público.
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En 1951, Walter publicó el artículo Una máquina que aprende , documentando cómo sus robots mecánicos más avanzados actuaban como agentes inteligentes al demostrar aprendizaje reflejo condicionado. [18]
Unimate , el primer robot programable y operado digitalmente, fue inventado por George Devol en 1954 y "representa la base de la industria robótica moderna". [65] [66]
En Japón, los robots se convirtieron en personajes populares de cómics. Los robots se convirtieron en iconos culturales y el gobierno japonés se vio impulsado a financiar la investigación en robótica . Entre los personajes más emblemáticos estaba Astro Boy , a quien se le enseñan sentimientos humanos como el amor, el coraje y la duda sobre uno mismo. Culturalmente, los robots en Japón llegaron a ser considerados compañeros de ayuda para sus homólogos humanos. [67]
La introducción de transistores en los ordenadores a mediados de la década de 1950 redujo su tamaño y aumentó el rendimiento. Por lo tanto, la informática y la programación se pudieron incorporar a una variedad de aplicaciones, incluida la automatización. [68] En 1959, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) demostraron la fabricación asistida por computadora. [69]
Devol vendió el primer Unimate a General Motors en 1960, y se instaló en 1961 en una planta en Ewing Township, Nueva Jersey , para levantar piezas calientes de metal de una máquina de fundición a presión y colocarlas en líquido refrigerante. [70] [71] "Sin ninguna fanfarria, el primer robot funcional del mundo se unió a la línea de montaje en la planta de General Motors en Ewing Township en la primavera de 1961... Era un molde de fundición a presión automatizado que dejaba caer manijas de puertas al rojo vivo y otras piezas de automóviles en charcos de líquido refrigerante en una línea que las trasladaba a los trabajadores para recortarlas y pulirlas". La patente de Devol para el primer brazo robótico programable operado digitalmente representa la base de la industria robótica moderna. [72]
El Rancho Arm fue desarrollado como un brazo robótico para ayudar a los pacientes discapacitados en el Hospital Rancho Los Amigos en Downey, California ; este brazo controlado por computadora fue comprado por la Universidad de Stanford en 1963. [73] En 1967, el primer robot industrial se puso en uso productivo en Japón. El robot Versatran había sido desarrollado por American Machine and Foundry . Un año después, Kawasaki Heavy Industries puso en producción un diseño de robot hidráulico de Unimation . [74] Marvin Minsky creó el Tentacle Arm en 1968; el brazo estaba controlado por computadora y sus 12 articulaciones eran impulsadas por hidráulica. [73] En 1969, el estudiante de Ingeniería Mecánica Victor Scheinman creó el Stanford Arm, reconocido como el primer brazo robótico electrónico controlado por computadora porque las instrucciones del Unimate se almacenaban en un tambor magnético . [73]
A finales de los años 1960, la guerra de Vietnam se convirtió en el campo de pruebas para la tecnología de mando automatizado y las redes de sensores. [75] En 1966 se propuso la Línea McNamara con el objetivo de no requerir prácticamente fuerzas terrestres. Esta red de sensores de sensores sísmicos y acústicos, fotorreconocimiento y minas terrestres activadas por sensores se implementó solo parcialmente debido al alto costo. [76] El primer robot móvil capaz de razonar sobre su entorno, Shakey , fue construido en 1970 por el Stanford Research Institute (ahora SRI International ). Shakey combinó múltiples entradas de sensores, incluidas cámaras de televisión, telémetros láser y "sensores de impacto" para navegar. [73]
A principios de la década de 1970 se desarrollaron municiones de precisión y armas inteligentes. Las armas se volvieron robóticas al implementar la guía terminal . Al final de la guerra de Vietnam se desplegaron las primeras bombas guiadas por láser, que podían encontrar su objetivo siguiendo un rayo láser que apuntaba al objetivo. Durante la Operación Linebacker de 1972 , las bombas guiadas por láser demostraron ser efectivas, pero aún dependían en gran medida de operadores humanos. Las armas de "dispara y olvida" también se desplegaron por primera vez en la Guerra de Vietnam que estaba por terminar; una vez lanzadas, no se requería más atención o acción por parte del operador. [76]
El desarrollo de robots humanoides fue avanzado considerablemente por los científicos japoneses en robótica en la década de 1970. [77] La Universidad de Waseda inició el proyecto WABOT en 1967, y en 1972 completó el WABOT-1, el primer robot inteligente humanoide a escala real del mundo. [78] Su sistema de control de extremidades le permitió 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 una boca artificial. Esto lo convirtió en el primer androide . [79] [80]
Freddy y Freddy II fueron robots construidos en la Escuela de Informática de la Universidad de Edimburgo por Pat Ambler , Robin Popplestone , Austin Tate y Donald Mitchie , y eran capaces de ensamblar bloques de madera en un período de varias horas. [81] La empresa alemana KUKA construyó el primer robot industrial del mundo con seis ejes accionados electromecánicamente, conocido como FAMULUS. [82]
En 1974, Michael J. Freeman creó a Leachim, un robot profesor que fue programado con el currículo de la clase, así como con cierta información biográfica sobre los 40 estudiantes a quienes Leachim fue programado para enseñar. [83] Leachim tenía la capacidad de sintetizar el habla humana . [84] Leachim fue probado en un aula de cuarto grado en el distrito del Bronx de la ciudad de Nueva York . [85]
En 1974, David Silver diseñó el brazo de plata, que era capaz de realizar movimientos finos que replicaban las manos humanas. La retroalimentación se proporcionaba mediante sensores táctiles y de presión y se analizaba mediante una computadora. [73] El SCARA , Selective Compliance Assembly Robot Arm, fue creado en 1978 como un brazo robótico eficiente de 4 ejes. El SCARA, que se utilizaba mejor para recoger piezas y colocarlas en otra ubicación, se introdujo en las líneas de ensamblaje en 1981. [86]
En 1979, el Stanford Cart atravesó con éxito una sala llena de sillas. Se basaba principalmente en la visión estereoscópica para navegar y determinar distancias. [73] El Instituto de Robótica de la Universidad Carnegie Mellon fue fundado en 1979 por Raj Reddy . [87]
Takeo Kanade creó el primer "brazo de accionamiento directo" en 1981. El primero de su tipo, los motores del brazo estaban contenidos dentro del propio robot, eliminando las largas transmisiones. [89]
En 1984 se presentó Wabot-2, un robot capaz de tocar el órgano, con diez dedos y dos pies, capaz de leer partituras y acompañar a una persona. [90]
En 1986, Honda comenzó su programa de investigación y desarrollo de humanoides para crear robots capaces de interactuar con éxito con los humanos. [91] Un robot hexápodo llamado Genghis fue revelado por el MIT en 1989. Genghis era famoso por ser fabricado de forma rápida y económica debido a los métodos de construcción; Genghis utilizó 4 microprocesadores, 22 sensores y 12 servomotores . [92] Rodney Brooks y Anita M. Flynn publicaron "Rápido, barato y fuera de control: una invasión robótica del sistema solar". El documento abogó por la creación de robots más pequeños y más baratos en mayor número para aumentar el tiempo de producción y disminuir la dificultad de lanzar robots al espacio. [93]
En 1994, la FDA aprobó uno de los aparatos de cirugía asistida por robot de mayor éxito . El Cyberknife había sido inventado por John R. Adler y el primer sistema se instaló en la Universidad de Stanford en 1991. Este sistema de radiocirugía integraba la cirugía guiada por imágenes con el posicionamiento robótico. El Cyberknife se utiliza ahora para tratar a pacientes con tumores cerebrales o de la columna vertebral . Una cámara de rayos X rastrea el desplazamiento y compensa el movimiento causado por la respiración. [94]
El robot biomimético RoboTuna fue construido por el estudiante de doctorado David Barrett en el Instituto Tecnológico de Massachusetts en 1996 para estudiar cómo nadan los peces en el agua. RoboTuna está diseñado para nadar y parecerse a un atún rojo . [95]
El robot humanoide P2 de Honda se mostró por primera vez en 1996. P2, que significa "Prototype Model 2", fue una parte integral del proyecto de desarrollo humanoide de Honda; con más de 6 pies (1,8 m) de altura, P2 era más pequeño que sus predecesores y parecía más parecido a un humano en sus movimientos. [96]
El rover Sojourner, que se esperaba que funcionara durante sólo siete días, finalmente se apagó después de 83 días de operación en 1997. Este pequeño robot (de sólo 23 libras o 10,5 kg) realizó operaciones semiautónomas en la superficie de Marte como parte de la misión Mars Pathfinder ; equipado con un programa de evitación de obstáculos, Sojourner era capaz de planificar y navegar rutas para estudiar la superficie del planeta. La capacidad de Sojourner para navegar con pocos datos sobre su entorno y alrededores cercanos le permitió reaccionar a eventos y objetos no planificados. [97]
El robot humanoide P3 fue revelado por Honda en 1998 como parte del proyecto humanoide continuo de la compañía. [98] En 1999, Sony presentó el AIBO , un perro robótico capaz de interactuar con humanos; los primeros modelos lanzados en Japón se agotaron en 20 minutos. [99] Honda reveló el resultado más avanzado de su proyecto humanoide en 2000, llamado ASIMO . ASIMO puede correr, caminar, comunicarse con humanos, reconocer rostros, entorno, voces y posturas, e interactuar con su entorno. [100] Sony también reveló sus Sony Dream Robots , pequeños robots humanoides en desarrollo para entretenimiento. [101] En octubre de 2000, las Naciones Unidas estimaron que había 742.500 robots industriales en el mundo, y más de la mitad de ellos se utilizan en Japón. [31]
En abril de 2001, el Canadarm2 fue lanzado a órbita y acoplado a la Estación Espacial Internacional . El Canadarm2 es una versión más grande y más capaz del brazo utilizado por el transbordador espacial , y se lo considera "más inteligente". [102] También en abril, el vehículo aéreo no tripulado Global Hawk realizó el primer vuelo autónomo sin escalas sobre el océano Pacífico desde la base aérea Edwards en California hasta la base RAAF de Edimburgo en el sur de Australia. El vuelo se realizó en 22 horas. [103]
El popular Roomba , una aspiradora robótica, fue lanzado por primera vez en 2002 por la empresa iRobot . [104]
En 2002, en su libro Designing Sociable Robots, Cynthia Breazeal fue una de las primeras en explorar la idea de que los robots imitaran a los humanos y publicó una investigación sobre cómo, en el futuro, enseñar a los robots humanoides a realizar nuevas tareas podría ser tan simple como simplemente mostrárselos. [105] A lo largo de la década de 2000, Breazeal estuvo experimentando con el intercambio social expresivo entre humanos y robots humanoides. Mientras completaba su doctorado en el MIT , trabajó en los robots humanoides Kismet, Leonard, Aida, Autom y Huggable. [106] Al hacer esto, Breazeal descubrió que el problema era que los robots con demasiada frecuencia solo interactuaban con objetos y no con personas y sugirió que los robots pueden usarse para mejorar las relaciones entre humanos.
En 2005, la Universidad de Cornell reveló un sistema robótico de módulos de bloques capaces de acoplarse y desacoplarse, descrito como el primer robot capaz de autorreplicarse, porque era capaz de ensamblar copias de sí mismo si se lo colocaba cerca de más bloques que lo componían. [107] Lanzado en 2003, el 3 y el 24 de enero, los exploradores marcianos Spirit y Opportunity aterrizaron en la superficie de Marte. Ambos robots recorrieron muchas veces la distancia esperada originalmente, y Opportunity todavía estaba en funcionamiento hasta mediados de 2018, antes de que se perdieran las comunicaciones debido a una gran tormenta de polvo. [108]
Los coches autónomos habían hecho su aparición alrededor de 2005, pero había margen de mejora. Ninguno de los 15 dispositivos que competían en el DARPA Grand Challenge (2004) completó con éxito el recorrido; de hecho, ningún robot navegó con éxito más del 5% del recorrido todoterreno de 150 millas (240 km), dejando sin reclamar el premio de 1 millón de dólares. [109] En 2005, Honda reveló una nueva versión de su robot ASIMO, actualizado con nuevos comportamientos y capacidades. [110] En 2006, la Universidad de Cornell reveló su robot "Starfish", un robot de cuatro patas capaz de automodelarse [ aclaración necesaria ] y aprender a caminar después de haber sido dañado. [111] En 2007, TOMY lanzó el robot de entretenimiento, i-sobot, un robot bípedo humanoide que puede caminar como un humano y realiza patadas y puñetazos y también algunos trucos entretenidos y acciones especiales bajo el "Modo de acción especial".
La década de 2010 se definió por mejoras a gran escala en la disponibilidad, potencia y versatilidad de componentes robóticos comúnmente disponibles, así como por la proliferación masiva de robots en la vida cotidiana, lo que provocó tanto especulaciones optimistas como nuevas preocupaciones sociales.
El desarrollo de robots humanoides siguió avanzando; en 2011, Robonaut 2 fue lanzado a la Estación Espacial Internacional a bordo del transbordador espacial Discovery en la misión STS-133 como el primer robot humanoide en el espacio. Si bien su propósito inicial era enseñar a los ingenieros cómo se comportan los robots diestros en el espacio, la esperanza es que, a través de actualizaciones y avances, algún día pueda aventurarse fuera de la estación para ayudar a los caminantes espaciales a hacer reparaciones o ampliaciones en la estación o realizar trabajo científico. [112] A finales de la década, los robots humanoides y similares a animales eran capaces de superar difíciles pistas de obstáculos, mantener el equilibrio e incluso realizar hazañas gimnásticas . [113] Sin embargo, la gran mayoría de los desarrollos robóticos en la década de 2010 vieron robots no humanoides más pequeños y especializados que se volvieron más baratos, más capaces y más ubicuos.
La Ley de Moore y la creciente integración de componentes electrónicos digitales en sistemas ligeros y potentes en un chip permitieron que los cálculos pesados necesarios para el funcionamiento de un sistema robótico se realizaran con dispositivos cada vez más pequeños. Muchos de estos avances en la tecnología de chips y sensores fueron impulsados por el crecimiento y la difusión de los teléfonos inteligentes , que exigían estos nuevos componentes para satisfacer las crecientes demandas del uso cotidiano.
Las reducciones de peso y costo de estos componentes han resultado en una proliferación de nuevos tipos de robots para propósitos especiales. Los cuadricópteros , una novedad a principios de la década, se convirtieron en una plataforma omnipresente para sistemas robóticos, con navegación y estabilización autónomas y con sensores cada vez más potentes, incluidas cámaras de alta definición estabilizadas, radar y equipo de topografía. A fines de la década, el costo de un cuadricóptero robótico con cámaras 4K y navegación autónoma había caído al rango de los presupuestos de los aficionados, [114] y compañías como Amazon estaban explorando el uso de cuadricópteros para entregar carga de manera autónoma, aunque el despliegue de estos sistemas no sucedió a gran escala en la década. [115]
La década también fue testigo de un auge en las capacidades de la inteligencia artificial . En el transcurso de la década de 2010, la capacidad de las computadoras de a bordo utilizadas en los robots aumentó hasta el punto de que los robots podían realizar acciones cada vez más complejas sin la guía humana, así como procesar datos de forma independiente de formas más complejas. El crecimiento de las redes de datos móviles y la mayor potencia de las tarjetas gráficas para aplicaciones de inteligencia artificial también permitieron que los robots se comunicaran con grupos distantes en tiempo real, lo que impulsó de manera efectiva la capacidad de incluso robots muy simples para incluir técnicas de inteligencia artificial de vanguardia.
En la década de 2010 también se produjo el crecimiento de nuevos paradigmas de software, que permitieron a los robots y sus sistemas de IA aprovechar esta mayor potencia informática. Las redes neuronales se desarrollaron cada vez más en la década de 2010, con empresas como Google que ofrecían acceso gratuito y abierto a productos como TensorFlow , lo que permitió a los fabricantes de robots integrar rápidamente redes neuronales que permitían capacidades como el reconocimiento facial y la identificación de objetos incluso en los robots más pequeños y económicos. [116]
El crecimiento de los robots en la década de 2010 también coincidió con el creciente poder del movimiento de software de código abierto , con muchas empresas ofreciendo acceso gratuito a su software de inteligencia artificial. El hardware de código abierto, como la línea Raspberry Pi de computadoras compactas de placa única y la línea Arduino de microcontroladores , así como una creciente variedad de componentes electrónicos como sensores y motores aumentaron drásticamente en potencia y disminuyeron en precio durante la década de 2010. Combinado con la caída del costo de las técnicas de fabricación como la impresión 3D , estos componentes permitieron a los aficionados, investigadores y fabricantes por igual construir de manera rápida y económica robots para fines especiales que exhibían altos grados de inteligencia artificial, así como compartir sus diseños con otros en todo el mundo.
Durante la década, los autos autónomos pasaron de ser especulativos a emergentes. A fines de la década, la mayoría de los autos nuevos se fabricaban con subsistemas robóticos capaces de advertir al conductor humano del auto sobre peligros como vehículos cercanos o posibles salidas de carril. [117] En 2014, los nuevos vehículos Tesla fueron equipados con el hardware informático necesario para soportar un sistema de software de piloto automático completo, y en los años posteriores llegaron sistemas de software cada vez más autónomos como actualizaciones. [118] A fines de la década, la conducción autónoma era posible en las grandes autopistas, pero aún requería supervisión humana. [119]
El crecimiento de las capacidades robóticas durante la década se produjo en tándem con la centralización del poder económico en manos de grandes empresas tecnológicas multinacionales , lo que ha suscitado preocupaciones de que las capacidades de estos robots podrían ser abusadas por las empresas que los ponen a disposición de los consumidores. La adquisición de Roomba por parte de Amazon generó preocupaciones de los defensores de la privacidad de los datos de que los datos sobre los interiores de las casas de los usuarios recopilados por los sensores y cámaras de los robots podrían almacenarse, compartirse y analizarse sin el consentimiento informado de esos usuarios. [120] Asimismo, la ubicuidad de los pequeños cuadricópteros voladores, la automatización del hogar y las capacidades de reconocimiento facial por parte de los robots ha provocado serias preocupaciones con respecto a los abusos de los derechos humanos , incluidas las denuncias de represión de minorías étnicas en China [121] y preocupaciones sobre violaciones de los derechos de privacidad por parte de las fuerzas del orden en los Estados Unidos . [122] A medida que los sistemas robóticos mostraron la capacidad de realizar cada vez más tareas que antes estaban limitadas a los operadores humanos, muchos especialistas en ética plantearon preocupaciones de que los robots que operan sistemas complejos pueden no tener las salvaguardas morales o éticas necesarias para garantizar la seguridad pública. [123]
A lo largo de la década de 2010, los humanos continuaron examinando la naturaleza de sus relaciones con los robots, con tendencias que indicaban una creencia general de que los robots eran o se convertirían en seres conscientes merecedores de derechos y potenciales aliados o rivales de los humanos. El 25 de octubre de 2017, en la Future Investment Summit en Riad , un robot llamado Sophia y al que se hace referencia con pronombres femeninos recibió la ciudadanía de Arabia Saudita , convirtiéndose en el primer robot en tener una nacionalidad. [124] [125] Esto ha generado controversia, ya que no es obvio si esto implica que Sophia puede votar o casarse, o si un apagado deliberado del sistema puede considerarse asesinato; además, es controvertido considerando los pocos derechos que se les otorgan a las mujeres humanas sauditas. [126] [127] Las obras de arte populares en la década de 2010, como el resurgimiento de Westworld de HBO , alentaron la empatía por los robots y exploraron cuestiones de humanidad y conciencia. [128]
A finales de la década, los robots comerciales e industriales eran de uso generalizado, realizaban trabajos de forma más barata o con mayor precisión y fiabilidad que los humanos, y se utilizaban ampliamente en la fabricación, el montaje y el embalaje, el transporte, la exploración de la Tierra y el espacio, la cirugía, el armamento, la investigación de laboratorio y la producción en masa de bienes de consumo e industriales. [129] El crecimiento del uso de robots en toda la industria, así como en el sector de servicios y en trabajos creativos o altamente cualificados antes limitados a los humanos, provocó temores en la última parte de la década de un desempleo tecnológico masivo . [130]
A finales de la década, la robótica había comenzado a hacer avances a escala nanotecnológica. En 2019, los ingenieros de la Universidad de Pensilvania crearon millones de nanobots en apenas unas semanas utilizando tecnología prestada de la madura industria de los semiconductores. Estos robots microscópicos, lo suficientemente pequeños como para ser inyectados en el cuerpo humano y controlados de forma inalámbrica, podrían algún día administrar medicamentos y realizar cirugías, revolucionando la medicina y la salud. [131]
