Un robot es una máquina —especialmente una programable por computadora— capaz de llevar a cabo una serie compleja de acciones de manera automática. [2] Un robot puede ser guiado por un dispositivo de control externo, o el control puede estar integrado en él. Los robots pueden construirse para evocar la forma humana , pero la mayoría de los robots son máquinas que realizan tareas, diseñadas con énfasis en la funcionalidad estricta, en lugar de la estética expresiva.
Los robots pueden ser autónomos o semiautónomos y van desde humanoides como el Advanced Step in Innovative Mobility ( ASIMO ) de Honda y el TOSY Ping Pong Playing Robot ( TOPIO ) de TOSY hasta robots industriales , robots quirúrgicos médicos , robots de asistencia a pacientes, robots de terapia canina, robots de enjambre programados colectivamente , drones UAV como el General Atomics MQ-1 Predator e incluso nano robots microscópicos . Al imitar una apariencia realista o automatizar movimientos, un robot puede transmitir una sensación de inteligencia o pensamiento propio. Se espera que las cosas autónomas proliferen en el futuro, con la robótica doméstica y el automóvil autónomo como algunos de los principales impulsores. [3]
La rama de la tecnología que se ocupa del diseño, construcción, operación y aplicación de robots, [4] así como de los sistemas informáticos para su control, retroalimentación sensorial y procesamiento de información es la robótica . Estas tecnologías se ocupan de máquinas automatizadas que pueden ocupar el lugar de los humanos en entornos peligrosos o procesos de fabricación , o parecerse a los humanos en apariencia, comportamiento o cognición. Muchos de los robots actuales están inspirados en la naturaleza, lo que contribuye al campo de la robótica de inspiración biológica . Estos robots también han creado una rama más nueva de la robótica: la robótica blanda .
Desde la época de la civilización antigua , ha habido muchos relatos de dispositivos automatizados configurables por el usuario e incluso de autómatas que se asemejan a humanos y otros animales, como los animatrónicos , diseñados principalmente como entretenimiento. A medida que las técnicas mecánicas se desarrollaron durante la era industrial , aparecieron aplicaciones más prácticas, como máquinas automatizadas, control remoto y control remoto inalámbrico .
El término proviene de una raíz eslava, robot- , con significados asociados con el trabajo. La palabra "robot" se utilizó por primera vez para designar a un humanoide ficticio en una obra de teatro en checo de 1920 RUR ( Rossumovi Univerzální Roboti - Los robots universales de Rossum ) de Karel Čapek , aunque fue el hermano de Karel, Josef Čapek , quien fue el verdadero inventor de la palabra. [5] [6] [7] La electrónica se convirtió en la fuerza impulsora del desarrollo con el advenimiento de los primeros robots electrónicos autónomos creados por William Grey Walter en Bristol, Inglaterra en 1948, así como las máquinas herramienta de control numérico por computadora (CNC) a fines de la década de 1940 por John T. Parsons y Frank L. Stulen .
El primer robot comercial, digital y programable fue construido por George Devol en 1954 y recibió el nombre de Unimate . Fue vendido a General Motors en 1961, donde se utilizó para levantar piezas de metal caliente de las máquinas de fundición a presión en la planta Inland Fisher Guide en la sección West Trenton de Ewing Township, Nueva Jersey . [8]
Los robots han reemplazado a los humanos [9] en la realización de tareas repetitivas y peligrosas que los humanos prefieren no hacer, o no pueden hacer debido a limitaciones de tamaño, o que tienen lugar en entornos extremos como el espacio exterior o el fondo del mar. Existe preocupación por el creciente uso de robots y su papel en la sociedad. Se culpa a los robots del aumento del desempleo tecnológico , ya que reemplazan a los trabajadores en un número cada vez mayor de funciones. [10] El uso de robots en el combate militar plantea preocupaciones éticas. Las posibilidades de autonomía de los robots y las posibles repercusiones se han abordado en la ficción y pueden ser una preocupación realista en el futuro.
La palabra robot puede referirse tanto a robots físicos como a agentes de software virtuales , pero a estos últimos generalmente se los denomina bots . [11] No hay consenso sobre qué máquinas califican como robots, pero hay un acuerdo general entre los expertos y el público en que los robots tienden a poseer algunas o todas las siguientes habilidades y funciones: aceptar programación electrónica, procesar datos o percepciones físicas electrónicamente, operar de manera autónoma hasta cierto punto, moverse, operar partes físicas de sí mismo o procesos físicos, sentir y manipular su entorno y exhibir un comportamiento inteligente, especialmente un comportamiento que imita a los humanos u otros animales. [12] [13] Relacionado con el concepto de robot está el campo de la biología sintética , que estudia entidades cuya naturaleza es más comparable a los seres vivos que a las máquinas.
La idea de los autómatas se origina en las mitologías de muchas culturas alrededor del mundo. Ingenieros e inventores de civilizaciones antiguas, incluyendo la Antigua China , [14] la Antigua Grecia y el Egipto ptolemaico , [15] intentaron construir máquinas que funcionaran solas, algunas de ellas parecidas a animales y humanos. Las primeras descripciones de autómatas incluyen las palomas artificiales de Arquitas , [16] los pájaros artificiales de Mozi y Lu Ban , [17] un autómata "parlante" de Herón de Alejandría , un autómata de lavabo de Filón de Bizancio y un autómata humano descrito en el Lie Zi . [14]
Muchas mitologías antiguas y la mayoría de las religiones modernas incluyen personas artificiales, como los sirvientes mecánicos construidos por el dios griego Hefesto [18] ( Vulcano para los romanos), los gólems de arcilla de la leyenda judía y los gigantes de arcilla de la leyenda nórdica, y Galatea , la estatua mítica de Pigmalión que cobró vida. Desde aproximadamente el año 400 a. C., los mitos de Creta incluyen a Talos , un hombre de bronce que protegía la isla de los piratas.
En la antigua Grecia, el ingeniero griego Ctesibio (c. 270 a. C.) "aplicó conocimientos de neumática e hidráulica para producir los primeros relojes de órgano y de agua con figuras en movimiento". [19] : 2 [20] En el siglo IV a. C., el matemático griego Arquitas de Tarento postuló un pájaro mecánico operado por vapor al que llamó "La Paloma". Herón de Alejandría (10-70 d. C.) , un matemático e inventor griego, creó numerosos dispositivos automatizados configurables por el usuario y describió máquinas impulsadas por presión de aire, vapor y agua. [21]
El Lokapannatti del siglo XI cuenta cómo las reliquias de Buda fueron protegidas por robots mecánicos (bhuta vahana yanta), desde el reino de Roma visaya (Roma); hasta que fueron desarmados por el rey Ashoka . [22]
En la antigua China, el texto del siglo III del Lie Zi describe un relato de autómatas humanoides, que involucra un encuentro mucho más temprano entre el emperador chino, el rey Mu de Zhou , y un ingeniero mecánico conocido como Yan Shi, un "artificial". Yan Shi presentó orgullosamente al rey una figura de tamaño natural, con forma humana, de su "obra" mecánica hecha de cuero, madera y órganos artificiales. [14] También hay relatos de autómatas voladores en el Han Fei Zi y otros textos, que atribuyen al filósofo mohista del siglo V a. C. Mozi y a su contemporáneo Lu Ban la invención de pájaros artificiales de madera ( ma yuan ) que podían volar con éxito. [17]
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En 1066, el inventor chino Su Song construyó un reloj de agua en forma de torre que presentaba figuras mecánicas que marcaban las horas. [23] [24] [25] Su mecanismo tenía una caja de ritmos programable con clavijas ( levas ) que chocaban con pequeñas palancas que operaban instrumentos de percusión. Se podía hacer que el baterista tocara diferentes ritmos y diferentes patrones de percusión moviendo las clavijas a diferentes lugares. [25]
Samarangana Sutradhara , un tratado sánscrito de Bhoja (siglo XI), incluye un capítulo sobre la construcción de artefactos mecánicos ( autómatas ), incluyendo abejas y pájaros mecánicos, fuentes con forma de humanos y animales, y muñecos masculinos y femeninos que rellenaban lámparas de aceite, bailaban, tocaban instrumentos y recreaban escenas de la mitología hindú. [26] [27] [28]
El científico musulmán del siglo XIII Ismail al-Jazari creó varios dispositivos automatizados. Construyó pavos reales móviles automatizados impulsados por energía hidráulica. [29] También inventó las primeras puertas automáticas conocidas, que eran impulsadas por energía hidráulica, [30] creó puertas automáticas como parte de uno de sus elaborados relojes de agua . [31] 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. [32] 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. [19]
Mark E. Rosheim resume los avances en robótica realizados por los ingenieros musulmanes, especialmente al-Jazari, de la siguiente manera:
A diferencia de los diseños griegos, estos ejemplos árabes revelan un interés, no sólo por la ilusión dramática, sino por manipular el entorno para el confort humano. Así, la mayor contribución de los árabes, además de preservar, difundir y desarrollar el trabajo de los griegos, fue el concepto de aplicación práctica. Éste era el elemento clave que faltaba en la ciencia robótica griega. [19] : 9
En el siglo XIV, la coronación de Ricardo II de Inglaterra contó con un ángel autómata. [34]
En la Italia del Renacimiento , Leonardo da Vinci (1452-1519) esbozó planos para un robot humanoide alrededor de 1495. Los cuadernos de notas de Da Vinci, redescubiertos en la década de 1950, contenían dibujos detallados de un caballero mecánico ahora conocido como el robot de Leonardo , capaz de sentarse, mover los brazos y la cabeza y la mandíbula. [35] El diseño probablemente se basó en la investigación anatómica registrada en su Hombre de Vitruvio . No se sabe si intentó construirlo. Según la Encyclopædia Britannica , Leonardo da Vinci puede haber sido influenciado por los autómatas clásicos de al-Jazari. [29]
En Japón, se construyeron complejos autómatas animales y humanos entre los siglos XVII y XIX, muchos de los cuales se describen en el Karakuri zui del siglo XVIII ( Maquinaria ilustrada , 1796). Uno de estos autómatas era el karakuri ningyō , una marioneta mecanizada . [36] Existían diferentes variaciones del karakuri: el Butai karakuri , que se utilizaba en el teatro, el Zashiki karakuri , que era pequeño y se utilizaba en los hogares, y el Dashi karakuri, que se utilizaba en festivales religiosos, donde las marionetas se utilizaban para realizar recreaciones de mitos y leyendas tradicionales .
En Francia, entre 1738 y 1739, Jacques de Vaucanson exhibió varios autómatas de tamaño natural: un flautista, un flautista y un pato. El pato mecánico podía batir sus alas, estirar el cuello y tragar comida de la mano del expositor, y daba la ilusión de digerir su comida excretando materia almacenada en un compartimento oculto. [37] Unos 30 años después, en Suiza, el relojero Pierre Jaquet-Droz fabricó varias figuras mecánicas complejas que podían escribir y tocar música. Varios de estos dispositivos todavía existen y funcionan. [38]
Los vehículos operados a distancia se demostraron a fines del siglo XIX en forma de varios tipos de torpedos controlados a distancia . A principios de la década de 1870, John Ericsson ( neumático ), John Louis Lay (guiado por cable eléctrico) y Victor von Scheliha (guiado por cable eléctrico) introdujeron torpedos controlados a distancia. [ 39 ]
El torpedo Brennan , inventado por Louis Brennan en 1877, estaba propulsado por dos hélices contrarrotativas que giraban tirando rápidamente de cables de tambores enrollados dentro del torpedo . La velocidad diferencial en los cables conectados a la estación costera permitió guiar al torpedo hasta su objetivo, lo que lo convirtió en "el primer misil guiado práctico del mundo ". [40] En 1897, el inventor británico Ernest Wilson recibió una patente para un torpedo controlado a distancia por ondas "hertzianas" (de radio) [41] [42] y en 1898 Nikola Tesla demostró públicamente un torpedo controlado de forma inalámbrica que esperaba vender a la Marina de los EE . UU . [43] [44]
En 1903, el ingeniero español Leonardo Torres Quevedo demostró un sistema de control por radio llamado Telekino en la Academia de Ciencias de París , [45] que quería utilizar para controlar un dirigible de su propio diseño. Obtuvo varias patentes para el sistema en otros países. [46] [47] A diferencia de las técnicas anteriores de "encendido/apagado", Torres estableció un método para controlar cualquier dispositivo mecánico o eléctrico con diferentes estados de operación. [48] El Telekino controló a distancia un triciclo en 1904, considerado el primer caso de un vehículo terrestre no tripulado , y un barco eléctrico con tripulación en 1906, que se controlaba a una distancia de más de 2 km. [49]
Archibald Low , conocido como el "padre de los sistemas de guía por radio" por su trabajo pionero en cohetes y aviones guiados durante la Primera Guerra Mundial . En 1917, hizo una demostración de un avión teledirigido al Royal Flying Corps y ese mismo año construyó el primer cohete guiado por cable.
En 1928, uno de los primeros robots humanoides, Eric , fue exhibido en la exposición anual de la Model Engineers Society en Londres, donde pronunció un discurso. Inventado por WH Richards, el armazón del robot consistía en un cuerpo de armadura de aluminio con once electroimanes y un motor alimentado por una fuente de energía de doce voltios. El robot podía mover sus manos y cabeza y podía ser controlado a través de control remoto o control de voz. [50] Tanto Eric como su "hermano" George viajaron por el mundo. [51]
Westinghouse Electric Corporation construyó Televox en 1926; era un recorte de cartón conectado a varios dispositivos que los usuarios podían encender y apagar. En 1939, el robot humanoide conocido como Elektro debutó en la Feria Mundial de Nueva York de 1939. [ 52] [53] Con siete pies de alto (2,1 m) y un peso de 265 libras (120,2 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 consistía en un engranaje de acero, una leva y un esqueleto de motor cubierto por una piel de aluminio. En 1928, el primer robot de Japón, Gakutensoku , fue diseñado y construido por el biólogo Makoto Nishimura.
La bomba volante alemana V-1 estaba equipada con sistemas de guía automática y control de alcance, volaba siguiendo un curso predeterminado (que podía incluir un giro de 90 grados) y entraba en picado terminal después de una distancia predeterminada. En las descripciones contemporáneas se decía que era un "robot" [54]
Los primeros robots electrónicos autónomos con comportamiento complejo fueron creados por William Grey Walter, del Burden Neurological Institute de 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 ; en esencia, 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 que podían encontrar el camino a una estación de recarga cuando se quedaban sin batería.
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 . Su trabajo inspiró a generaciones posteriores de investigadores en robótica, como Rodney Brooks , Hans Moravec y Mark Tilden . Se pueden encontrar encarnaciones modernas de las tortugas de Walter en la forma de la robótica BEAM . [55]
El primer robot programable y operado digitalmente fue inventado por George Devol en 1954 y finalmente se lo llamó Unimate . Esto sentó las bases de la industria robótica moderna. [56] Devol vendió el primer Unimate a General Motors en 1960, y se instaló en 1961 en una planta en Trenton, Nueva Jersey, para levantar piezas de metal calientes de una máquina de fundición a presión y apilarlas. [57]
El primer robot paletizador fue introducido en 1963 por la empresa Fuji Yusoki Kogyo. [58] En 1973, un robot con seis ejes accionados electromecánicamente fue patentado [59] [60] [61] por KUKA Robotics en Alemania, y el brazo de manipulación universal programable fue inventado por Victor Scheinman en 1976, y el diseño fue vendido a Unimation .
Los robots comerciales e industriales se utilizan ampliamente en la actualidad y realizan trabajos de forma más económica o con mayor precisión y fiabilidad que los humanos. También se emplean en trabajos que son demasiado sucios, peligrosos o aburridos para que sean adecuados para los humanos. Los robots se utilizan 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. [62]
Han surgido diversas técnicas para desarrollar la ciencia de la robótica y los robots. Un método es la robótica evolutiva , en la que se someten a pruebas varios robots diferentes. Los que funcionan mejor se utilizan como modelo para crear una "generación" posterior de robots. Otro método es la robótica de desarrollo , que rastrea los cambios y el desarrollo dentro de un solo robot en las áreas de resolución de problemas y otras funciones. Recientemente se presentó otro nuevo tipo de robot que actúa como teléfono inteligente y robot y se llama RoboHon. [63]
A medida que los robots se vuelven más avanzados, eventualmente puede haber un sistema operativo de computadora estándar diseñado principalmente para robots. Robot Operating System (ROS) es un conjunto de programas de software de código abierto que se están desarrollando en la Universidad de Stanford , el Instituto Tecnológico de Massachusetts y la Universidad Técnica de Múnich , Alemania, entre otros. ROS proporciona formas de programar la navegación y las extremidades de un robot independientemente del hardware específico involucrado. También proporciona comandos de alto nivel para elementos como el reconocimiento de imágenes e incluso la apertura de puertas. Cuando ROS se inicia en la computadora de un robot, obtendría datos sobre atributos como la longitud y el movimiento de las extremidades de los robots. Transmitiría estos datos a algoritmos de nivel superior. Microsoft también está desarrollando un sistema "Windows para robots" con su Robotics Developer Studio, que está disponible desde 2007. [64]
Japón espera comercializar robots de servicio a gran escala en 2025. Gran parte de la investigación tecnológica en Japón está a cargo de agencias gubernamentales japonesas, en particular el Ministerio de Comercio. [65]
Muchas aplicaciones futuras de la robótica parecen obvias para las personas, aunque están mucho más allá de las capacidades de los robots disponibles en el momento de la predicción. [66] [67] Ya en 1982 la gente confiaba en que algún día los robots: [68] 1. Limpiarían piezas eliminando rebabas de moldeo 2. Pintarían automóviles con aerosol sin absolutamente ninguna presencia humana 3. Empacarían cosas en cajas: por ejemplo, orientarían y anidarían caramelos de chocolate en cajas de caramelos 4. Fabricarían arneses de cables eléctricos 5. Cargarían camiones con cajas: un problema de embalaje 6. Manejarían bienes blandos, como prendas de vestir y zapatos 7. Esquilarían ovejas 8. Serían utilizados como prótesis 9. Cocinarían comida rápida y trabajarían en otras industrias de servicios 10. Trabajarían como robots domésticos.
Generalmente, tales predicciones son demasiado optimistas en términos de escala temporal.
En 2008, Caterpillar Inc. desarrolló un camión volquete que puede conducirse por sí solo sin ningún operador humano. [69] Muchos analistas creen que los camiones autónomos pueden eventualmente revolucionar la logística. [70] Para 2014, Caterpillar tenía un camión volquete autónomo que se espera que cambie en gran medida el proceso de minería. En 2015, estos camiones Caterpillar fueron utilizados activamente en operaciones mineras en Australia por la empresa minera Rio Tinto Coal Australia . [71] [72] [73] [74] Algunos analistas creen que dentro de las próximas décadas, la mayoría de los camiones serán autónomos. [75]
Un robot alfabetizado o "lector" llamado Marge tiene una inteligencia que proviene de un software. Puede leer periódicos, encontrar y corregir palabras mal escritas, aprender sobre bancos como Barclays y entender que algunos restaurantes son mejores lugares para comer que otros. [76]
Baxter es un nuevo robot introducido en 2012 que aprende por medio de una guía. Un trabajador podría enseñarle a Baxter cómo realizar una tarea moviendo sus manos en el movimiento deseado y haciendo que Baxter los memorice. Hay diales, botones y controles adicionales disponibles en el brazo de Baxter para mayor precisión y funciones. Cualquier trabajador normal podría programar a Baxter y solo lleva unos minutos, a diferencia de los robots industriales habituales que requieren programas y codificación extensos para su uso. Esto significa que Baxter no necesita programación para operar. No se necesitan ingenieros de software. Esto también significa que se le puede enseñar a Baxter a realizar múltiples tareas más complicadas. Sawyer se agregó en 2015 para tareas más pequeñas y precisas. [77]
Se han desarrollado prototipos de robots de cocina que podrían programarse para la preparación autónoma, dinámica y ajustable de comidas discretas. [78] [79]
La palabra robot fue introducida al público por el escritor checo de entreguerras Karel Čapek en su obra RUR (Robots universales de Rossum) , publicada en 1920. [6] La obra comienza en una fábrica que utiliza un sustituto químico del protoplasma para fabricar personas vivas y simplificadas llamadas robots. La obra no se centra en detalle en la tecnología detrás de la creación de estas criaturas vivientes, pero en su apariencia prefiguran las ideas modernas de los androides , criaturas que pueden confundirse con humanos. Estos trabajadores producidos en masa son representados como eficientes pero sin emociones, incapaces de pensamiento original e indiferentes a la autoconservación. La cuestión es si los robots están siendo explotados y las consecuencias de la dependencia humana del trabajo mercantilizado (especialmente después de que una serie de robots especialmente formulados logran autoconciencia e incitan a los robots de todo el mundo a levantarse contra los humanos).
Karel Čapek no acuñó la palabra, sino que escribió una breve carta en la que hacía referencia a una etimología del Oxford English Dictionary en la que mencionaba a su hermano, el pintor y escritor Josef Čapek , como su verdadero creador. [6]
En un artículo en la revista checa Lidové noviny en 1933, explicó que originalmente había querido llamar a las criaturas laboři ( ' trabajadores ' , del latín labor ). Sin embargo, no le gustaba la palabra y pidió consejo a su hermano Josef, quien le sugirió roboti . La palabra robota significa literalmente ' corvée , trabajo de siervo ' , y figurativamente ' trabajo pesado, duro ' en checo y también (de manera más general) ' trabajo, labor ' en muchas lenguas eslavas (por ejemplo: búlgaro , ruso , serbio , eslovaco , polaco , macedonio , ucraniano , checo arcaico, así como robot en húngaro ). Tradicionalmente, la robota ( robot húngaro ) era el período de trabajo que un siervo (corvée) tenía que dar para su señor, típicamente seis meses al año. El origen de la palabra es el antiguo eslavo eclesiástico rabota ' servidumbre ' ( ' trabajo ' en búlgaro, macedonio y ruso contemporáneos), que a su vez proviene de la raíz protoindoeuropea * orbh- . Robot es cognado con el alemán Arbeit ' trabajo ' . [80] [81]
La pronunciación inglesa de la palabra ha evolucionado relativamente rápido desde su introducción. En los EE. UU., a fines de la década de 1930 y principios de la de 1940, se pronunciaba / ˈ r oʊ b oʊ t / . [82] [ se necesita una mejor fuente ] A fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, algunos la pronunciaban / ˈ r oʊ b ə t / , mientras que otros usaban / ˈ r oʊ b ɒ t / [83] En la década de 1970, su pronunciación actual / ˈ r oʊ b ɒ t / se había vuelto predominante.
La palabra robótica , utilizada para describir este campo de estudio, [4] fue acuñada por el escritor de ciencia ficción Isaac Asimov . Asimov creó las Tres Leyes de la Robótica , que son un tema recurrente en sus libros. Desde entonces, muchas otras personas las han utilizado para definir las leyes que se utilizan en la ficción. (Las tres leyes son pura ficción, y ninguna tecnología creada hasta ahora tiene la capacidad de comprenderlas o seguirlas, y de hecho la mayoría de los robots sirven para fines militares, que son bastante contrarios a la primera ley y, a menudo, a la tercera ley. "La gente piensa en las leyes de Asimov, pero se establecieron para señalar cómo un sistema ético simple no funciona. Si lees los cuentos, cada uno de ellos trata sobre un fracaso, y son totalmente imprácticos", dijo la Dra. Joanna Bryson de la Universidad de Bath. [84] )
Los robots móviles [85] tienen la capacidad de moverse por su entorno y no están fijados a una ubicación física. Un ejemplo de robot móvil que se utiliza habitualmente en la actualidad es el vehículo guiado automatizado o vehículo guiado automático (AGV). Un AGV es un robot móvil que sigue marcadores o cables en el suelo, o utiliza visión o láseres. [86] Los AGV se analizan más adelante en este artículo.
Los robots móviles también se encuentran en entornos industriales, militares y de seguridad. [87] También aparecen como productos de consumo, para entretenimiento o para realizar ciertas tareas como la limpieza con aspiradora. Los robots móviles son el foco de una gran cantidad de investigaciones actuales y casi todas las universidades importantes tienen uno o más laboratorios que se centran en la investigación de robots móviles. [88]
Los robots móviles suelen emplearse en entornos muy controlados, como las cadenas de montaje , porque tienen dificultades para reaccionar ante interferencias inesperadas. Por este motivo, la mayoría de los seres humanos rara vez se topan con robots. Sin embargo, los robots domésticos para limpieza y mantenimiento son cada vez más comunes en los hogares y sus alrededores en los países desarrollados. También se pueden encontrar robots en aplicaciones militares . [89]
Los robots industriales suelen estar compuestos por un brazo articulado (manipulador multienlace) y un efector final que está unido a una superficie fija. Uno de los tipos más comunes de efector final es un conjunto de pinzas .
La Organización Internacional de Normalización da una definición de robot industrial manipulador en la norma ISO 8373 :
"un manipulador reprogramable, multipropósito, controlado automáticamente, programable en tres o más ejes, que puede ser fijo o móvil para su uso en aplicaciones de automatización industrial". [90]
Esta definición es utilizada por la Federación Internacional de Robótica , la Red Europea de Investigación en Robótica (EURON) y muchos comités de normas nacionales. [91]
Los robots industriales en las plantas de procesamiento de alimentos y bebidas se utilizan para tareas como la alimentación de máquinas, el envasado y la paletización, que han sustituido a muchas tareas físicas manuales. La complejidad de las habilidades digitales que requieren los trabajadores varía según el nivel de automatización y las tareas específicas involucradas. [92]
Los robots industriales más comunes son brazos robóticos fijos y manipuladores que se utilizan principalmente para la producción y distribución de bienes. El término "robot de servicio" no está tan bien definido. La Federación Internacional de Robótica ha propuesto una definición tentativa: "Un robot de servicio es un robot que opera de manera semiautónoma o totalmente autónoma para realizar servicios útiles para el bienestar de los seres humanos y los equipos, excluidas las operaciones de fabricación". [93]
Los robots se utilizan como asistentes educativos para los profesores. A partir de los años 1980, robots como las tortugas se utilizaron en las escuelas y se programaron utilizando el lenguaje Logo . [94] [95]
Existen kits de robots como Lego Mindstorms , BIOLOID , OLLO de ROBOTIS o BotBrain Educational Robots que pueden ayudar a los niños a aprender sobre matemáticas, física, programación y electrónica. La robótica también se ha introducido en las vidas de los estudiantes de primaria y secundaria en forma de competiciones de robots con la empresa FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology). La organización es la base de las competiciones FIRST Robotics Competition , FIRST Tech Challenge , FIRST Lego League Challenge y FIRST Lego League Explore .
También ha habido robots como el ordenador de enseñanza, Leachim (1974). [96] Leachim fue un ejemplo temprano de síntesis de voz utilizando el método de síntesis Diphone . 2-XL (1976) era un juego/juguete de enseñanza con forma de robot basado en la ramificación entre pistas audibles en un reproductor de cintas de 8 pistas , ambos inventados por Michael J. Freeman . [97] Más tarde, las 8 pistas se actualizaron a casetes de cinta y luego a digitales.
Los robots modulares son una nueva generación de robots diseñados para aumentar el uso de robots mediante la modularización de su arquitectura. [98] La funcionalidad y la eficacia de un robot modular es más fácil de aumentar en comparación con los robots convencionales. Estos robots están compuestos por un solo tipo de módulo idéntico, varios tipos de módulos idénticos diferentes o módulos de forma similar, que varían en tamaño. Su estructura arquitectónica permite la hiperredundancia de los robots modulares, ya que pueden diseñarse con más de 8 grados de libertad (DOF). La creación de la programación, la cinemática inversa y la dinámica de los robots modulares es más compleja que con los robots tradicionales. Los robots modulares pueden estar compuestos por módulos en forma de L, módulos cúbicos y módulos en forma de U y H. La tecnología ANAT, una de las primeras tecnologías robóticas modulares patentada por Robotics Design Inc., permite la creación de robots modulares a partir de módulos en forma de U y H que se conectan en cadena y se utilizan para formar sistemas robóticos modulares heterogéneos y homogéneos. Estos "robots ANAT" pueden diseñarse con "n" grados de libertad, ya que cada módulo es un sistema robótico motorizado completo que se pliega en relación con los módulos conectados antes y después de él en su cadena, y por lo tanto un solo módulo permite un grado de libertad. Cuantos más módulos estén conectados entre sí, más grados de libertad tendrá. Los módulos en forma de L también pueden diseñarse en cadena, y deben hacerse cada vez más pequeños a medida que aumenta el tamaño de la cadena, ya que las cargas útiles unidas al extremo de la cadena ejercen una mayor tensión sobre los módulos que están más alejados de la base. Los módulos ANAT en forma de H no sufren este problema, ya que su diseño permite que un robot modular distribuya la presión y los impactos de manera uniforme entre otros módulos unidos, y por lo tanto la capacidad de carga útil no disminuye a medida que aumenta la longitud del brazo. Los robots modulares pueden reconfigurarse manualmente o por sí mismos para formar un robot diferente, que puede realizar diferentes aplicaciones. Debido a que los robots modulares del mismo tipo de arquitectura están compuestos de módulos que componen diferentes robots modulares, un robot de brazo de serpiente puede combinarse con otro para formar un robot de brazo dual o cuádruple, o puede dividirse en varios robots móviles, y los robots móviles pueden dividirse en varios más pequeños, o combinarse con otros para formar uno más grande o diferente. Esto permite que un solo robot modular tenga la capacidad de especializarse completamente en una sola tarea, así como la capacidad de especializarse para realizar múltiples tareas diferentes.
La tecnología robótica modular se aplica actualmente en el transporte híbrido, [99] la automatización industrial, [100] la limpieza de conductos [101] y la manipulación. Numerosos centros de investigación y universidades también han estudiado esta tecnología y han desarrollado prototipos.
Un robot colaborativo o cobot es un robot que puede interactuar de forma segura y eficaz con trabajadores humanos mientras realiza tareas industriales sencillas. Sin embargo, los efectores finales y otras condiciones ambientales pueden crear peligros y, como tal, se deben realizar evaluaciones de riesgos antes de utilizar cualquier aplicación de control de movimiento industrial. [102]
Los robots colaborativos más utilizados en las industrias hoy en día son fabricados por Universal Robots en Dinamarca. [103]
Rethink Robotics , fundada por Rodney Brooks , anteriormente con iRobot, presentó a Baxter en septiembre de 2012; como un robot industrial diseñado para interactuar de forma segura con trabajadores humanos vecinos y ser programable para realizar tareas simples. [104] Los Baxters se detienen si detectan a un humano en el camino de sus brazos robóticos y tienen interruptores de apagado prominentes. Destinados a la venta a pequeñas empresas, se promocionan como el análogo robótico de la computadora personal. [105] A partir de mayo de 2014 [actualizar], 190 empresas en los EE. UU. han comprado Baxters y se están utilizando comercialmente en el Reino Unido. [10]
Aproximadamente la mitad de todos los robots del mundo están en Asia, el 32% en Europa, el 16% en América del Norte, el 1% en Australasia y el 1% en África. [108] El 40% de todos los robots del mundo están en Japón, [109] lo que convierte a Japón en el país con el mayor número de robots.
A medida que los robots se han vuelto más avanzados y sofisticados, los expertos y académicos han explorado cada vez más las preguntas de qué ética podría gobernar el comportamiento de los robots, [111] [112] y si los robots podrían reclamar algún tipo de derechos sociales, culturales, éticos o legales. [113] Un equipo científico ha dicho que era posible que existiera un cerebro robótico para 2019. [114] Otros predicen avances en la inteligencia robótica para 2050. [115] Los avances recientes han hecho que el comportamiento robótico sea más sofisticado. [116] El impacto social de los robots inteligentes es el tema de un documental de 2010 llamado Plug & Pray . [117]
Vernor Vinge ha sugerido que puede llegar un momento en que las computadoras y los robots sean más inteligentes que los humanos. Él llama a esto " la Singularidad ". [118] Sugiere que puede ser algo o posiblemente muy peligroso para los humanos. [119] Esto es discutido por una filosofía llamada Singularitarianismo .
En 2009, los expertos asistieron a una conferencia organizada por la Asociación para el Avance de la Inteligencia Artificial (AAAI) para debatir si los ordenadores y los robots podrían ser capaces de adquirir cierta autonomía y en qué medida estas capacidades podrían suponer una amenaza o un peligro. Observaron que algunos robots han adquirido diversas formas de semiautonomía, incluida la capacidad de encontrar fuentes de energía por sí solos y de elegir de forma independiente objetivos para atacar con armas. También observaron que algunos virus informáticos pueden evadir la eliminación y han alcanzado la "inteligencia de las cucarachas". Observaron que la autoconciencia tal como se describe en la ciencia ficción es probablemente poco probable, pero que existen otros posibles peligros y dificultades. [118] Diversos medios de comunicación y grupos científicos han observado tendencias separadas en diferentes áreas que, en conjunto, podrían dar lugar a mayores funcionalidades y autonomía robótica, y que plantean algunas preocupaciones inherentes. [120] [121] [122]
Algunos expertos y académicos han cuestionado el uso de robots para el combate militar, especialmente cuando a dichos robots se les da cierto grado de funciones autónomas. [123] También existen preocupaciones sobre la tecnología que podría permitir que algunos robots armados sean controlados principalmente por otros robots. [124] La Marina de los EE. UU. ha financiado un informe que indica que, a medida que los robots militares se vuelven más complejos, debería prestarse mayor atención a las implicaciones de su capacidad para tomar decisiones autónomas. [125] [126] Un investigador afirma que los robots autónomos podrían ser más humanos, ya que podrían tomar decisiones de manera más efectiva. Sin embargo, otros expertos lo cuestionan. [127]
Un robot en particular, el EATR , ha generado inquietudes públicas [128] sobre su fuente de combustible, ya que puede reabastecerse continuamente utilizando sustancias orgánicas. [129] Aunque el motor del EATR está diseñado para funcionar con biomasa y vegetación [130] seleccionadas específicamente por sus sensores, que puede encontrar en campos de batalla u otros entornos locales, el proyecto ha declarado que también se puede utilizar grasa de pollo. [131]
Manuel De Landa ha señalado que los "misiles inteligentes" y las bombas autónomas dotadas de percepción artificial pueden considerarse robots, ya que toman algunas de sus decisiones de forma autónoma. Cree que esto representa una tendencia importante y peligrosa en la que los humanos están delegando decisiones importantes en las máquinas. [132]
Durante siglos, la gente ha predicho que las máquinas harían obsoletos a los trabajadores y aumentarían el desempleo , aunque generalmente se piensa que las causas del desempleo se deben a la política social. [133] [134] [135]
Un ejemplo reciente de sustitución humana es el de la empresa tecnológica taiwanesa Foxconn , que en julio de 2011 anunció un plan trienal para sustituir a los trabajadores por más robots. En la actualidad, la empresa utiliza diez mil robots, pero aumentará su número a un millón en un período de tres años. [136]
Los abogados han especulado que una mayor prevalencia de robots en el lugar de trabajo podría llevar a la necesidad de mejorar las leyes de despido. [137]
Kevin J. Delaney dijo: “Los robots están reemplazando a los empleos humanos, pero Bill Gates cree que los gobiernos deberían imponer impuestos a las empresas que los utilizan, como una forma de frenar al menos temporalmente la propagación de la automatización y financiar otros tipos de empleo”. [138] El impuesto a los robots también ayudaría a pagar un salario vital garantizado a los trabajadores desplazados.
El Informe sobre el desarrollo mundial 2019 del Banco Mundial presenta evidencia que muestra que, si bien la automatización desplaza a los trabajadores, la innovación tecnológica crea más industrias y empleos nuevos en general. [139]
En la actualidad, existen dos tipos principales de robots, en función de su uso: robots autónomos de uso general y robots dedicados.
Los robots se pueden clasificar según su propósito específico . Un robot puede estar diseñado para realizar una tarea en particular de manera excelente o una variedad de tareas de manera menos eficaz. Todos los robots, por su naturaleza, pueden reprogramarse para comportarse de manera diferente, pero algunos están limitados por su forma física. Por ejemplo, un brazo robótico de fábrica puede realizar tareas como cortar, soldar, pegar o actuar como una atracción de feria, mientras que un robot que solo recoge y coloca objetos solo puede llenar placas de circuitos impresos.
Los robots autónomos de uso general pueden realizar una variedad de funciones de forma independiente. Los robots autónomos de uso general suelen poder navegar de forma independiente en espacios conocidos, gestionar sus propias necesidades de recarga, interactuar con puertas electrónicas y ascensores y realizar otras tareas básicas. Al igual que las computadoras, los robots de uso general pueden conectarse con redes, software y accesorios que aumentan su utilidad. Pueden reconocer personas u objetos, hablar, proporcionar compañía, monitorear la calidad ambiental, responder a alarmas, recoger suministros y realizar otras tareas útiles. Los robots de uso general pueden realizar una variedad de funciones simultáneamente o pueden asumir diferentes roles en diferentes momentos del día. Algunos de estos robots intentan imitar a los seres humanos e incluso pueden parecerse a las personas en apariencia; este tipo de robot se llama robot humanoide. Los robots humanoides aún se encuentran en una etapa muy limitada, ya que ningún robot humanoide puede, hasta el momento, navegar realmente por una habitación en la que nunca ha estado. [140] Por lo tanto, los robots humanoides son realmente bastante limitados, a pesar de sus comportamientos inteligentes en sus entornos bien conocidos.
En las últimas tres décadas, las fábricas de automóviles han estado dominadas por robots. Una fábrica típica contiene cientos de robots industriales que trabajan en líneas de producción totalmente automatizadas, con un robot por cada diez trabajadores humanos. En una línea de producción automatizada, el chasis de un vehículo en una cinta transportadora se suelda , se pega , se pinta y, finalmente, se ensambla en una secuencia de estaciones de robots.
Los robots industriales también se utilizan ampliamente para paletizar y embalar productos manufacturados, por ejemplo, para tomar rápidamente cartones de bebidas desde el final de una cinta transportadora y colocarlos en cajas, o para cargar y descargar centros de mecanizado.
Las placas de circuitos impresos (PCB) producidas en masa se fabrican casi exclusivamente mediante robots de selección y colocación, generalmente con manipuladores SCARA , que extraen pequeños componentes electrónicos de tiras o bandejas y los colocan en las PCB con gran precisión. [141] Estos robots pueden colocar cientos de miles de componentes por hora, superando ampliamente a un humano en velocidad, precisión y confiabilidad. [142]
Los robots móviles, que siguen marcadores o cables en el suelo o utilizan visión [86] o láseres, se utilizan para transportar mercancías en grandes instalaciones, como almacenes, puertos de contenedores u hospitales. [143]
Limitados a tareas que se podían definir con precisión y que debían realizarse de la misma manera cada vez. Se requería muy poca retroalimentación o inteligencia, y los robots solo necesitaban los exteroceptores (sensores) más básicos. Las limitaciones de estos AGV son que sus trayectorias no se alteran fácilmente y no pueden hacerlo si hay obstáculos que las bloqueen. Si un AGV se avería, puede detener toda la operación.
Desarrollado para implementar la triangulación a partir de balizas o cuadrículas de códigos de barras para escanear en el piso o el techo. En la mayoría de las fábricas, los sistemas de triangulación tienden a requerir un mantenimiento moderado a alto, como la limpieza diaria de todas las balizas o códigos de barras. Además, si un palé alto o un vehículo grande bloquea las balizas o se estropea un código de barras, los AGV pueden perderse. A menudo, estos AGV están diseñados para usarse en entornos sin personas.
Por ejemplo, SmartLoader, [144] SpeciMinder, [145] ADAM, [146] Tug [147] Eskorta, [148] y MT 400 con Motivity [149] están diseñados para espacios de trabajo amigables para las personas. Navegan reconociendo características naturales. Los escáneres 3D u otros medios de detección del entorno en dos o tres dimensiones ayudan a eliminar errores acumulativos en los cálculos de estimación de la posición actual del AGV. Algunos AGV pueden crear mapas de su entorno utilizando láseres de escaneo con localización y mapeo simultáneos (SLAM) y usar esos mapas para navegar en tiempo real con otros algoritmos de planificación de rutas y evitación de obstáculos. Pueden operar en entornos complejos y realizar tareas no repetitivas y no secuenciales, como transportar fotomáscaras en un laboratorio de semiconductores, muestras en hospitales y mercancías en almacenes. Para áreas dinámicas, como almacenes llenos de pallets, los AGV requieren estrategias adicionales utilizando sensores tridimensionales como cámaras de tiempo de vuelo o de estereovisión .
Hay muchos trabajos que los humanos preferirían dejar en manos de los robots. El trabajo puede ser aburrido, como la limpieza doméstica o marcar las líneas de un campo deportivo , o peligroso, como explorar el interior de un volcán . [150] Otros trabajos son físicamente inaccesibles, como explorar otro planeta , [151] limpiar el interior de una tubería larga o realizar una cirugía laparoscópica . [152]
Casi todas las sondas espaciales no tripuladas que se han lanzado hasta la fecha eran robots. [153] [154] Algunas se lanzaron en la década de 1960 con capacidades muy limitadas, pero su capacidad de volar y aterrizar (en el caso de Luna 9 ) es una indicación de su condición de robot. Esto incluye las sondas Voyager y Galileo, entre otras.
Los robots teleoperados , o telerobots, son dispositivos operados remotamente a distancia por un operador humano en lugar de seguir una secuencia predeterminada de movimientos, pero que tienen un comportamiento semiautónomo. Se utilizan cuando un humano no puede estar presente en el sitio para realizar un trabajo porque es peligroso, está lejos o es inaccesible. El robot puede estar en otra habitación u otro país, o puede estar en una escala muy diferente a la del operador. Por ejemplo, un robot de cirugía laparoscópica permite al cirujano trabajar dentro de un paciente humano en una escala relativamente pequeña en comparación con la cirugía abierta, acortando significativamente el tiempo de recuperación. [152] También se pueden utilizar para evitar exponer a los trabajadores a espacios peligrosos y estrechos, como en la limpieza de conductos . Al desactivar una bomba, el operador envía un pequeño robot para desactivarla. Varios autores han estado utilizando un dispositivo llamado Longpen para firmar libros de forma remota. [155] Los aviones robot teleoperados, como el vehículo aéreo no tripulado Predator , están siendo cada vez más utilizados por los militares. Estos drones sin piloto pueden buscar terreno y disparar a los objetivos. [156] [157] Cientos de robots como el Packbot de iRobot y el TALON de Foster-Miller están siendo utilizados en Irak y Afganistán por el ejército estadounidense para desactivar bombas al costado de la carretera o dispositivos explosivos improvisados (IED) en una actividad conocida como eliminación de artefactos explosivos (EOD). [158]
Los robots se utilizan para automatizar la recogida de fruta en los huertos a un coste menor que el de los recolectores humanos.
Los robots domésticos son robots sencillos dedicados a una única tarea de uso doméstico. Se utilizan en trabajos sencillos pero a menudo poco deseados, como pasar la aspiradora , fregar el suelo o cortar el césped . Un ejemplo de robot doméstico es el Roomba .
Los robots militares incluyen el robot SWORDS , que actualmente se utiliza en combate terrestre. Puede utilizar una variedad de armas y se está debatiendo la posibilidad de otorgarle cierto grado de autonomía en situaciones de campo de batalla. [159] [160] [161]
Los vehículos aéreos de combate no tripulados (UCAV), que son una forma mejorada de los UAV , pueden realizar una amplia variedad de misiones, incluidas las de combate. Se están diseñando UCAV como el BAE Systems Mantis , que tendría la capacidad de volar por sí solo, elegir su propio curso y objetivo y tomar la mayoría de las decisiones por sí solo. [162] El BAE Taranis es un UCAV construido por Gran Bretaña que puede volar a través de continentes sin piloto y tiene nuevos medios para evitar ser detectado. [163] Se espera que las pruebas de vuelo comiencen en 2011. [164]
La AAAI ha estudiado este tema en profundidad [111] y su presidente ha encargado un estudio para analizar esta cuestión. [165]
Algunos han sugerido la necesidad de construir una " IA amigable ", lo que significa que los avances que ya se están produciendo con la IA también deberían incluir un esfuerzo para hacer que la IA sea intrínsecamente amigable y humana. [166] Según se informa, ya existen varias medidas de este tipo, y países con muchos robots como Japón y Corea del Sur [167] han comenzado a aprobar regulaciones que requieren que los robots estén equipados con sistemas de seguridad y posiblemente conjuntos de "leyes" similares a las Tres Leyes de la Robótica de Asimov . [168] [169] En 2009, el Comité de Política de la Industria Robótica del gobierno japonés emitió un informe oficial. [170] Los funcionarios e investigadores chinos han emitido un informe que sugiere un conjunto de reglas éticas y un conjunto de nuevas pautas legales denominadas "Estudios legales sobre robots". [171] Se ha expresado cierta preocupación por la posible aparición de robots que digan falsedades aparentes. [172]
Los robots mineros están diseñados para resolver una serie de problemas que enfrenta actualmente la industria minera, incluida la escasez de habilidades, la mejora de la productividad a partir de la disminución de las calidades del mineral y el logro de objetivos ambientales. Debido a la naturaleza peligrosa de la minería, en particular la minería subterránea , la prevalencia de robots autónomos, semiautónomos y teleoperados ha aumentado enormemente en los últimos tiempos. Varios fabricantes de vehículos proporcionan trenes, camiones y cargadores autónomos que cargarán material, lo transportarán en el sitio de la mina hasta su destino y lo descargarán sin requerir intervención humana. Una de las corporaciones mineras más grandes del mundo, Rio Tinto , ha ampliado recientemente su flota de camiones autónomos a la más grande del mundo, compuesta por 150 camiones autónomos Komatsu , que operan en Australia Occidental . [173] De manera similar, BHP ha anunciado la expansión de su flota de perforadoras autónomas a la más grande del mundo, 21 perforadoras autónomas Atlas Copco . [174]
Las máquinas de perforación, de frente largo y de trituración de rocas ahora también están disponibles como robots autónomos. [175] El sistema de control de plataforma Atlas Copco puede ejecutar de forma autónoma un plan de perforación en una plataforma de perforación , moviendo la plataforma a su posición mediante GPS, configurando la plataforma de perforación y perforando hasta profundidades específicas. [176] De manera similar, el sistema Transmin Rocklogic puede planificar automáticamente una ruta para posicionar un rompedor de rocas en un destino seleccionado. [177] Estos sistemas mejoran en gran medida la seguridad y la eficiencia de las operaciones mineras.
Los robots en el ámbito sanitario tienen dos funciones principales: los que ayudan a una persona, como un paciente con esclerosis múltiple, y los que ayudan en los sistemas generales, como farmacias y hospitales.
Los robots utilizados en la automatización del hogar han evolucionado con el tiempo desde simples asistentes robóticos básicos, como el Handy 1 , [178] hasta robots semiautónomos, como FRIEND, que puede ayudar a personas mayores y discapacitadas con tareas comunes.
La población está envejeciendo en muchos países, especialmente Japón, lo que significa que hay un número cada vez mayor de personas mayores a las que cuidar, pero relativamente menos jóvenes para cuidarlas. [179] [180] Los humanos son los mejores cuidadores, pero donde no están disponibles, se están introduciendo gradualmente robots. [181]
FRIEND es un robot semiautónomo diseñado para ayudar a personas mayores y discapacitadas en sus actividades de la vida diaria, como preparar y servir una comida. FRIEND permite a los pacientes parapléjicos , con enfermedades musculares o parálisis grave (debido a accidentes cerebrovasculares, etc.) realizar tareas sin la ayuda de otras personas, como terapeutas o personal de enfermería.
Script Pro fabrica un robot diseñado para ayudar a las farmacias a llenar recetas que consisten en sólidos orales o medicamentos en forma de píldora. [182] [ mejor fuente necesaria ] El farmacéutico o técnico de farmacia ingresa la información de la receta en su sistema de información. El sistema, al determinar si el medicamento está o no en el robot, enviará la información al robot para llenar. El robot tiene 3 viales de diferentes tamaños para llenar determinados por el tamaño de la píldora. El técnico del robot, el usuario o el farmacéutico determina el tamaño necesario del vial en función de la tableta cuando el robot está abastecido. Una vez que el vial está lleno, se lleva a una cinta transportadora que lo entrega a un soporte que hace girar el vial y coloca la etiqueta del paciente. Luego se coloca en otra cinta transportadora que entrega el vial del medicamento del paciente a una ranura etiquetada con el nombre del paciente en una lectura LED. Luego, el farmacéutico o técnico verifica el contenido del vial para asegurarse de que sea el medicamento correcto para el paciente correcto y luego sella el vial y lo envía para que lo recojan.
El Robot RX de McKesson es otro producto robótico para el cuidado de la salud que ayuda a las farmacias a dispensar miles de medicamentos diariamente con poco o ningún error. [183] El robot puede tener diez pies de ancho y treinta pies de largo y puede contener cientos de diferentes tipos de medicamentos y miles de dosis. La farmacia ahorra muchos recursos como miembros del personal que de otra manera no estarían disponibles en una industria con escasez de recursos. Utiliza un cabezal electromecánico acoplado a un sistema neumático para capturar cada dosis y entregarla a su ubicación de almacenamiento o dispensación. El cabezal se mueve a lo largo de un solo eje mientras gira 180 grados para extraer los medicamentos. Durante este proceso, utiliza tecnología de código de barras para verificar que está extrayendo el medicamento correcto. Luego entrega el medicamento a un contenedor específico para el paciente en una cinta transportadora. Una vez que el contenedor está lleno con todos los medicamentos que necesita un paciente en particular y que el robot tiene en existencia, el contenedor se libera y se devuelve a la cinta transportadora a un técnico que espera para cargarlo en un carrito para su entrega al piso.
Aunque la mayoría de los robots actuales se instalan en fábricas o en hogares, realizando tareas que pueden salvar vidas o trabajos manuales, en laboratorios de todo el mundo se están desarrollando muchos tipos nuevos de robots. Gran parte de la investigación en robótica no se centra en tareas industriales específicas, sino en investigaciones sobre nuevos tipos de robots, formas alternativas de pensar o diseñar robots y nuevas formas de fabricarlos. Se espera que estos nuevos tipos de robots puedan resolver problemas del mundo real cuando finalmente se hagan realidad. [ cita requerida ]
Una forma de diseñar robots es basarlos en animales. BionicKangaroo fue diseñado y fabricado estudiando y aplicando la fisiología y los métodos de locomoción de un canguro.
La nanorobótica es el campo tecnológico emergente de creación de máquinas o robots cuyos componentes están en o cerca de la escala microscópica de un nanómetro (10 −9 metros). También conocidos como "nanobots" o "nanites", se construirían a partir de máquinas moleculares . Hasta ahora, los investigadores han producido principalmente solo partes de estos sistemas complejos, como cojinetes, sensores y motores moleculares sintéticos , pero también se han creado robots funcionales como los participantes del concurso Nanobot Robocup. [184] Los investigadores también esperan poder crear robots completos tan pequeños como virus o bacterias, que podrían realizar tareas en una escala diminuta. Las posibles aplicaciones incluyen microcirugía (a nivel de células individuales ), niebla de utilidad , [185] fabricación, armamento y limpieza. [186] Algunas personas han sugerido que si hubiera nanobots que pudieran reproducirse, la tierra se convertiría en una " sustancia viscosa gris ", mientras que otros argumentan que este resultado hipotético es una tontería. [187] [188]
Algunos investigadores han estudiado la posibilidad de crear robots que puedan alterar su forma física para adaptarse a una tarea en particular, [189] como el ficticio T-1000 . Sin embargo, los robots reales no son tan sofisticados y en su mayoría consisten en un pequeño número de unidades con forma de cubo, que pueden moverse en relación con sus vecinos. Se han diseñado algoritmos en caso de que tales robots se conviertan en realidad. [190]
En julio de 2020, los científicos informaron sobre el desarrollo de un robot químico móvil y demostraron que puede ayudar en las búsquedas experimentales. Según los científicos, su estrategia fue automatizar al investigador en lugar de los instrumentos, lo que liberó tiempo para que los investigadores humanos pensaran de manera creativa, y pudieron identificar mezclas de fotocatalizadores para la producción de hidrógeno a partir de agua que eran seis veces más activas que las formulaciones iniciales. El robot modular puede operar instrumentos de laboratorio, trabajar casi las 24 horas del día y tomar decisiones de forma autónoma sobre sus próximas acciones en función de los resultados experimentales. [191] [192]
Los robots con cuerpos de silicona y actuadores flexibles ( músculos de aire , polímeros electroactivos y ferrofluidos ) se ven y se sienten diferentes de los robots con esqueletos rígidos, y pueden tener diferentes comportamientos. [193] Los robots suaves, flexibles (y a veces incluso blandos) a menudo se diseñan para imitar la biomecánica de los animales y otras cosas que se encuentran en la naturaleza, lo que está dando lugar a nuevas aplicaciones en medicina, atención, búsqueda y rescate, manipulación y fabricación de alimentos y exploración científica. [194] [195]
Inspirándose en colonias de insectos como las hormigas y las abejas , los investigadores están modelando el comportamiento de enjambres de miles de pequeños robots que juntos realizan una tarea útil, como encontrar algo escondido, limpiar o espiar. Cada robot es bastante simple, pero el comportamiento emergente del enjambre es más complejo. Todo el conjunto de robots puede considerarse como un único sistema distribuido, de la misma manera que una colonia de hormigas puede considerarse un superorganismo , que exhibe inteligencia de enjambre . Los enjambres más grandes creados hasta ahora incluyen el enjambre iRobot, el proyecto SRI/MobileRobots CentiBots [196] y el enjambre Open-source Micro-robotic Project, que se están utilizando para investigar comportamientos colectivos. [197] [198] Los enjambres también son más resistentes al fracaso. Mientras que un robot grande puede fallar y arruinar una misión, un enjambre puede continuar incluso si varios robots fallan. Esto podría hacerlos atractivos para misiones de exploración espacial, donde el fracaso normalmente es extremadamente costoso. [199]
La robótica también tiene aplicación en el diseño de interfaces de realidad virtual . Los robots especializados se utilizan ampliamente en la comunidad de investigación háptica . Estos robots, llamados "interfaces hápticas", permiten la interacción táctil del usuario con entornos reales y virtuales. Las fuerzas robóticas permiten simular las propiedades mecánicas de los objetos "virtuales", que los usuarios pueden experimentar a través de su sentido del tacto . [200]
Los artistas contemporáneos utilizan robots para crear obras que incluyen automatización mecánica. Existen muchas ramas del arte robótico, una de las cuales es el arte de instalación robótica , un tipo de arte de instalación que está programado para responder a las interacciones del espectador, por medio de computadoras, sensores y actuadores. Por lo tanto, el comportamiento futuro de tales instalaciones puede alterarse mediante la entrada del artista o del participante, lo que diferencia estas obras de arte de otros tipos de arte cinético .
El Grand Palais de París organizó en 2018 la exposición «Artistas y robots», en la que se presentaron obras de arte creadas por más de cuarenta artistas con la ayuda de robots. [201]
Los personajes robóticos, androides (hombres/mujeres artificiales) o ginoides (mujeres artificiales) y cyborgs (también " hombres/mujeres biónicos ", o humanos con importantes mejoras mecánicas) se han convertido en un elemento básico de la ciencia ficción.
La primera referencia en la literatura occidental a sirvientes mecánicos aparece en la Ilíada de Homero . En el Libro XVIII, Hefesto , dios del fuego, crea una nueva armadura para el héroe Aquiles, asistido por robots. [202] Según la traducción de Rieu , "Las sirvientas doradas se apresuraron a ayudar a su amo. Parecían mujeres reales y no solo podían hablar y usar sus miembros, sino que estaban dotadas de inteligencia y entrenadas en trabajos manuales por los dioses inmortales". Las palabras "robot" o "androide" no se utilizan para describirlos, pero sin embargo son dispositivos mecánicos de apariencia humana. "El primer uso de la palabra Robot fue en la obra de teatro RUR (Robots universales de Rossum) de Karel Čapek (escrita en 1920)". El escritor Karel Čapek nació en Checoslovaquia (República Checa).
Posiblemente el autor más prolífico del siglo XX fue Isaac Asimov (1920-1992) [203] , quien publicó más de quinientos libros. [204] Asimov es probablemente más recordado por sus historias de ciencia ficción y especialmente aquellas sobre robots, donde colocó a los robots y su interacción con la sociedad en el centro de muchas de sus obras. [205] [206] Asimov consideró cuidadosamente el problema del conjunto ideal de instrucciones que se les podrían dar a los robots para reducir el riesgo para los humanos, y llegó a sus Tres Leyes de la Robótica : un robot no puede dañar a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño; un robot debe obedecer las órdenes que le dan los seres humanos, excepto cuando dichas órdenes entren en conflicto con la Primera Ley; y un robot debe proteger su propia existencia siempre que dicha protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley. [207] Estas fueron introducidas en su cuento de 1942 "Runaround", aunque anticipadas en algunas historias anteriores. Más tarde, Asimov añadió la Ley Cero: "Un robot no puede dañar a la humanidad o, por inacción, permitir que la humanidad sufra daño"; el resto de las leyes se modifican secuencialmente para reconocer esto.
Según el Oxford English Dictionary, el primer pasaje del cuento de Asimov « ¡Mentiroso! » (1941) que menciona la Primera Ley es el primer uso registrado de la palabra robótica . Asimov no era consciente de ello en un principio; supuso que la palabra ya existía por analogía con mecánica, hidráulica y otros términos similares que denotan ramas del conocimiento aplicado. [208]
Los robots se utilizan en una serie de eventos competitivos. Las competiciones de combate de robots se han popularizado gracias a programas de televisión como Robot Wars y BattleBots , en los que aparecen principalmente "robots" controlados a distancia que compiten entre sí directamente utilizando diversas armas. También hay ligas de combate de robots amateurs activas a nivel mundial fuera de los eventos televisados. También se celebran a nivel internacional eventos de micromouse , en los que robots autónomos compiten para resolver laberintos u otras pistas de obstáculos.
Las competiciones de robots también se utilizan a menudo en entornos educativos para introducir el concepto de robótica a los niños, como la Competición de Robótica FIRST en EE. UU.
Los robots aparecen en muchas películas. La mayoría de los robots del cine son ficticios. Dos de los más famosos son R2-D2 y C-3PO de la franquicia Star Wars .
El concepto de robots sexuales humanoides ha llamado la atención del público y ha suscitado debates sobre sus supuestos beneficios y posibles efectos en la sociedad. Los opositores argumentan que la introducción de tales dispositivos sería socialmente perjudicial y degradante para las mujeres y los niños, [209] mientras que los defensores citan sus posibles beneficios terapéuticos, en particular para ayudar a las personas con demencia o depresión . [210]
Los temores y las preocupaciones sobre los robots se han expresado repetidamente en una amplia gama de libros y películas. Un tema común es el desarrollo de una raza superior de robots conscientes y altamente inteligentes, motivados a apoderarse de la raza humana o destruirla. Frankenstein (1818), a menudo considerada la primera novela de ciencia ficción, se ha convertido en sinónimo del tema de un robot o androide que avanza más allá de su creador.
Otras obras con temas similares incluyen The Mechanical Man , The Terminator , Runaway , RoboCop , los Replicadores en Stargate , los Cylons en Battlestar Galactica , los Cybermen y Daleks en Doctor Who , Matrix , Enthiran y Yo, Robot . Algunos robots ficticios están programados para matar y destruir; otros obtienen inteligencia y habilidades sobrehumanas al actualizar su propio software y hardware. Ejemplos de medios populares donde el robot se vuelve malvado son 2001: Una odisea del espacio , Planeta rojo y Enthiran .
El juego de 2017 Horizon Zero Dawn explora temas de robótica en la guerra, la ética de los robots y el problema del control de la IA , así como el impacto positivo o negativo que dichas tecnologías podrían tener en el medio ambiente.
Otro tema común es la reacción, a veces llamada el " valle inquietante ", de inquietud e incluso repulsión al ver robots que imitan demasiado de cerca a los humanos. [110]
Más recientemente, las representaciones ficticias de robots con inteligencia artificial en películas como AI Artificial Intelligence y Ex Machina y la adaptación televisiva de 2016 de Westworld han despertado simpatía del público hacia los propios robots.
En 1961, General Motors puso el primer brazo Unimate en una línea de montaje en la planta de la empresa en Ewing Township, Nueva Jersey, un suburbio de Trenton. El dispositivo se utilizó para levantar y apilar piezas de metal fundido a presión extraídas en caliente de sus moldes.
... la fecha del diseño y posible construcción de este robot fue 1495 ... A principios de la década de 1950, los investigadores de la Universidad de California comenzaron a reflexionar sobre el significado de algunas de las marcas de Da Vinci en lo que parecían ser dibujos técnicos ... Ahora se sabe que el robot de Da Vinci habría tenido la apariencia externa de un caballero germánico.
{{cite web}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace ){{cite web}}: CS1 maint: URL no apta ( enlace )La primera versión del sistema Handy 1 consistía en un brazo robótico Cyber 310 con cinco grados de libertad más una pinza.
... posiblemente el más prolífico
autores más prolíficos asimov.
