Robótica
La Robótica es la rama
de la tecnología que se dedica al diseño, construcción, operación, disposición
estructural, manufactura y aplicación de los robots.1 2 La robótica combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática, la inteligencia artificial y
la ingeniería de control.3 Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los autómatas programables y
las máquinas de estados.
El término robot
se popularizó con el éxito de la obra RUR (Robots Universales Rossum),
escrita por Karel Capek en 1920. En la traducción al
inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos
forzados, fue traducida al inglés como robot.4
Historia de la robótica
La historia de la robótica ha
unida a la construcción de "artefactos", que trataban de materializar
el deseo humano de crear seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo.
El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (GAP)
(que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y
otros muchos ingenios) acuñó el término "automática" en
relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente
asociadas
Karel Čapek, un escritor checo,
acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra dramática
"Rossum's Universal Robots / R.U.R.", a partir de la palabra checa robota, que significa servidumbre o
trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los
robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica.
En la ciencia ficción el hombre
ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o
simplemente aliviando de las labores caseras.
Clasificación de los robots
Según su cronología
La que a continuación se
presenta es la clasificación más común:
- 1ª Generación.
Manipuladores. Son sistemas
mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de
secuencia fija o de secuencia variable.
- 2ª Generación.
Robots de aprendizaje. Repiten
una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador
humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador
realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.
- 3ª Generación.
Robots con control
sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un
programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos
necesarios.
- 4ª Generación.
Robots inteligentes. Son
similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información
a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma
inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
Según su arquitectura
La arquitectura, es definida
por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El
concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido para
incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su
configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles,
desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta
los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o
subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse
bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy
diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los
mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los
Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos:
poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.
- 1. 'Poliarticulados :
Es un grupo están los Robots
de muy diversa forma y configuración cuya característica común es la de ser
básicamente sedentarios
(aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos
limitados) y estar estructurados
para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de
trabajo según uno o más
sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad. En
este grupo se encuentran los
manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se
emplean cuando es preciso
abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre
objetos con un plano de
simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.
- 2. Móviles
Son Robots con gran capacidad
de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema
locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la
información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran
el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación.
Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación
electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas
detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y
están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
- 3. Androides
Son Robots que intentan
reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemática del ser
humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy poco
evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al
estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y
sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción
bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y
coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el
equilibrio del Robot.
- 4. Zoomórficos
Los Robots zoomórficos, que
considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides,
constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de
locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad
morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los
Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores.
El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado.
Los experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos
biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de
rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numeroso y
están siendo experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo
posterior de verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de
evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots
serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de
los volcanes.
- 5. Híbridos
corresponden a aquellos de
difícil clasificación cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las
anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por
ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo
uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
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