robótica introducción e historia

Introducción a la RobóticaIng. Teófilo Copa F.

Dpto. Informática UAJMSt@uajms.edu.bo

Contenido

• Introducción• Definición• Clasificación• Componentes• Historia• Futuro

Contenido

• Introducción• Definición• Clasificación• Componentes• Historia• Futuro

Introducción

• La palabra robot proviene de la palabra checa “robota” (siervo, trabajo forzado).

• Fue introducida en la obra teatral R.U.R. Rossum’s Universal Robots.

• Isaac Asimov contribuye el establecimiento de la palabra robot en varias de sus obras de ciencia ficción.

IntroducciónIsaac Asimov contribuyo con varias narraciones relacionados al término robótica. Escribe una narración de un robot en base a tres principios:1. Un robot no puede

dañar a un ser humano.2. Un robot debe obedecer las

órdenes de un ser humano.3. Un robot debe proteger su

propia existencia.

Introducción

• Formaron parte de los pensamientos y reflexiones de grandes pensadores de nuestra historia.

• Los Robots son la imagen del esclavo ideal:– Eficiente– Obediente– Se considera una extensión de nosotros para la

realización de tareas aburridas o repetitivas.

INTRUDUCCIÓN

Un robot debe cumplir los siguientes requisitos:• Autonomía: Debe operar sin conexión física a

equipos externos.• Inteligencia: debe poseer la capacidad de

razonar, tomar decisiones propias.

Introducción• Muchas películas muestran a los robots como

máquinas dañinas y amenazadoras

Introducción

Introducción• Otras peliculas retratan como ayudantes de los humanos

Definición

Es un dispositivo reprogramable y multifuncional diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o

dispositivos especializados a través de movimientos programados

- Robot Institute of America 1979 -

Definición

“Un dispositivo automatico que realiza funciones que

normalmente se considera o debieran ser realizados por

humanos”- Diccionario Webster -

Definición

“Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular

objetos y realizar operaciones antes reservadas sólo a las personas”

- Diccionario Real Academica -

Historia

• Los primeros robots aparecen en cuentos y novelas de ciencia ficción. Por ejemplo:– Talos– Golem

Historia

• Talos

Talos: era considerado un gigante de bronce que protegía la ciudad de Creta de posibles invasores.

Historia

Golem protector de los judios: no necesitaba comer, beber o descansar, Realizaba las tareas mas fatigosas sin mostrar en ningun momento cansancio.

Historia

El concepto de robot se remonta casi al principio de la civilización:• Civilización Griega 90 a.C., se crearon inventos

basados en poleas y bombas hidráulicas.

Eolipila de heronTeatro automático Puerta Automática

Herón

Historia• Arabia

Fuente de pavo real: Dispositivo para medir el nivel del agua

El Reloj Mecánico

Historia

La Civilización Árabe, Concibe el robot autómata como un

elemento para el confort del ser humano.

Historia• Edad Media

Gallo de Estrasburgo: Al dar las horas era capaz de mover el pico y la cola

Historia• Edad Media

Siglo XIII: Cabeza parlante de Alejandro magno - fue destruido por que se consideró una obra del demonio

Historia• Renacimiento

El león mecánico de Leonardo Da Vinci: Se desplazaba de un lugar a otro mediante diversos artificios internos

Historia• RenacimientoAutómata guerrero mecánico de Leonardo Da Vinci: Se mueve a través de un complejo sistema de cuerdas y poleas que sustituyen a los tendones y músculos del cuerpo humano.

Historia• Renacimiento

El hombre de palo de Juanelo Turriano 1525: Se asemejaba a un monje y era capaz de hacer reverencias, movía la cabeza y los ojos abría la boca.

Historia• Siglo XVIII - XIX

Muñecos autómatas que eran capaces de imitar la escritura, dibujo, tocar instrumentos.

Historia• Siglo XVII - XIX

Flautista de Jaques de Vaucanson: era un autómata que tocaba varias tonadas en su flauta traversa como si se tratara de un músico profesional. Un mágico engranaje de poleas, válvulas y pesas que reproducía el mecanismo de pulmones, laringe, labios, lengua y dedos y que era capaz de “hacer música”.

Historia• Siglo XVII - XIX

Digesting Duck de Jaques de Vaucanson: Pato mecánico capaz de comer, agitar sus alas y excretar.

Historia• Siglo XVII - XIX

Ambroise Paré (1510-1590)Desarrolló modelos sorprendentes en complejidad en el campo de la construcción de miembros artificiales.

Historia• Siglo XVII - XIX

A mediados del siglo XVIII los molinos de agua y la maquina de vapor remplazaron la fuerza humana y animal como fuente principal de energía.

Historia• Siglo XVIII – XIX – Revolución Industrial,

propuso un gran avance en el campo de la robótica.

– Josep Jacquard(1801), Maquina telar programable mediante tarjetas perforadas.

Historia

• Siglo XVIII – XIX – Maillardet (1805),

Autómata capaz de hacer dibujos.

Historia• Siglo XVII - XIX

Juquetes Karakuri – Se considera los orígenes de la pasión robótica japonesa, eran muñecos capaces de servir té, otros capaces de bajar escaleras, otros que podían lanzar flechas.

Historia• Siglo XVII - XIX

Variantes de juguetes karakuri

Historia• 1921

• Karel Capek introduce la palabra Robot en su obra de Teatro “Rossum’s Universal Robot”.

• A partir de alli se utilizó la palabra robot para referirse a los robots que actualmente conocemos

Historia• Siglo XX – 1930 • Harol noselund – Willand Polland

– Crean una maquina para pintar el cual es considerado el primer robot.

Historia• Siglo XX 1951, Reymond Goertz diseña el primer brazo

mecánico manejado a distancia para la comisión de la Energía Atómica.

Historia• Siglo XX – 1954 George devol diseña el primer robot

comercial, más tarde fundaría la empresa Unimation. La primera empresa de robótica de la historia

Historia• 1962

Aparece el primer brazo industrial robótico

Historia

• 1966 se crea ELIZA, el primer programa de Inteligencia Artificial

Historia

• Siglo XX 1989, Se desarrolla el primer robot andante.

Historia• 1999, Sony lanza el perro mascota Robótico

AIBO

Historia

• 2000, Honda presenta a ASIMO el robot Humanoide

Historia

• 2001, Cyberknife, un cirujano robótico, es autorizado para funcionar en hospitales estadounidenses

Estado Actual

• Consolidación de los robots de servicios Vs robots industriales– Limpieza de residuos tóxicos.– Exploración espacial.– Minería y agricultura.– Búsqueda y Rescate de personas.– Localización de minas terrestres.– Asistentes personales.– Entretenimiento.– Robots de Medicina.– Robots Exploradores.

Estado actual

• Los robots se están abaratando y empequeñeciendo (nanorobots).

• Desarrollo de simuladores de robots.• Nuevos Conceptos: “Web bots – Internet

Bots”.

Impacto de los robots

• La robótica es una nueva tecnología multidisciplinar que hace uso de recursos de otras ciencias afines:– Mecánica– Cinemática– Dinámica– Matemáticas– Automática– Electrónica – Informática– Energia y actuadores electricos, neumáticos e hidraulicos.– Visión Artificial– Inteligencia Artificial

Impacto de la robótica

• En la Educación/aprendizaje.• En la automatización industrial.• En la competitividad.• Impacto socio laboral.

Clasificación

• Según muchos autores los robots se pueden clasificar de la siguiente manera:– Según su arquitectura– Según su aplicación– Según su cronología

Clasificación en base a su arquitectura• Poliarticulados, son sedentarios y están estructurados para mover sus elementos

terminales en un determinado espacio de trabajo con un número limitado de grados de libertad (manipuladores y algunos robots industriales)

Brazo robótico utilizado en la soldadura

Robots utilizado en el ensamblaje de automóviles

Clasificación en base a su arquitectura• Móviles, Cuentan 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

Clasificación en base a su arquitectura• Androides, Intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento

cinemático del ser humano. Uno de los aspectos más complejos de estos robots es la locomoción bípeda (controlar dinámicamente el movimiento y mantener el equilibrio del robot).

Clasificación en base a su arquitectura• Zoomórficos, Imitan los sistemas de locomoción de los seres vivos (Caminadores,

y no caminadores)

Clasificación en base a su arquitectura• Hibridos, Es una combinación con alguna de las anteriores(un carro móvil con un

brazo)

Clasificación en base a su aplicación• Industriales, Son combinaciones de partes mecánicas y electrónicas

diseñados para realizar de forma automática determinados procesos de fabricación o manipulación.

Clasificación en base a su aplicación• Seguridad y espacio, Son utilizadas para el uso en la tierra, mar y aire, en

misiones de seguridad civil o militar como también en misiones espaciales.

Clasificación en base a su aplicación• De servicios, Fueron diseñados para ser aplicados en el dominio de la vida

cotidiana: entornos domésticos, ocio, salud, rehabilitación, servicios profesionales y ambientes peligrosos.

Clasificación en base a su evolución• 1ra generación, desde los años 50 sistema de control basado en “paradas

fijas” mecánicamente (mecanismos de relojería, mueven las cajas musicales o los juguetes de cuerda, manipuladores)

Clasificación en base a su evolución• 2da generación, Desde los años 80s movimiento se controla a través de

una secuencia numérica almacenada en disco o cinta magnética

Clasificación en base a su evolución• 3ra generación(Finales de los 90s), Robots sensorizados. Con esta

generación se inicia la era de los robots inteligentes y aparecen los lenguajes de programación

Clasificación en base a su evolución• 4ta generación (Comienzos del 2000), Robots inteligentes los sensores

envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso, y la computadora toma decisiones inteligentes en tiempo real.

Clasificación en base a su evolución• 5ta generación, Actualmente se encuentra en desarrollo, basaran su

acción en base a modelos o patrones de conducta establecidos e Inteligencia Artificial.

El futuro

• En los próximos años se producirá el boom de los sistemas robóticos.

• El mayor desarrollo recaerá en los robots de servicios y asistentes personales en las casas.

• Japón, USA, y Europa se está preparando para ello

Futuro

• El reto de la Unión Europea ha activado los mecanismos necesarios para establecer prioritarios las siguientes áreas:– Servicios robóticos para personas mayores.– Servicios robóticos para ayudar a la inmigración y

a los problemas de seguridad.– Automatización Industrial.

Futuro

La robótica será una parte esencial en la

futura sociedad de la información y las comunicaciones …

REFERENCIAS• http://anime.mx/bunka-karakuri-automatas-del-antiguo-japon/• http://scielo.isciii.es/pdf/aue/v31n2/original1.pdf• http://www.guillenxt.com/2012/03/las-5-generaciones-de-la-robotica.html