Robotrónica

“ROBOTRÓNICA”

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AUTORES: JORDI PEREZ ESTEVEZMIQUEL MERCADER LINUESAJAVIER MORILLAS LARA

TITULACIÓN: INGENIERIA TÉCNICA EN ELECTRÓNICA INDUSTRIAL

DIRECTOR: PERE PONSA ASENSIO

DEPARTAMENTO: ESAII

FECHA: 27 de Mayo del 2002

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MINIPROYECTO

RESUMEN

El proyecto que hemos realizado está dividido en dos partes.

Antes de comenzar con los dos bloques del miniproyecto hemos realizado

una pequeña introducción donde hemos dado una visión del robot en la

actualidad y explicado la dependencia que tienen diferentes sectores hacia

dichos robots.

En la primera parte, hemos hablado de la aplicación de los robots

en los diferentes campos de la robótica militar, submarina, espacial,

médica, de transporte y de contrucción entre otras.

En la segunda parte, hemos explicado de manera más técnica, el

funcionamiento y la aplicación de la robótica en el campo de los

humanoides.

Finalmente hemos plasmado nuestras conclusiones del mundo de la

robótica.

.

Palabras clave

ROV Mobil Humanoide

Progreso HRP-2P Servomotor

Control bípedos Futuro

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Introducción...................................................................................6

Tipos de robots...............................................................................8

Robótica submarina......................................................................12

Hunter.........................................................................................12

Diavolo.........................................................................................13

Gnom............................................................................................15

Spy................................................................................................17

Fo..................................................................................................20

JasonII..........................................................................................24

Robótica exploradora.....................................................................28

Robótica militar..............................................................................29

Robótica espacial............................................................................31

Robótica de construcción...............................................................45

Brook_180....................................................................................45

Robótica de transporte...................................................................49

Flexitrack.....................................................................................49

Master...................................................................................50

Facility..................................................................................51

Liberty...................................................................................53

Robótica médica...............................................................................54

Aesop..........................................................................................54

Zeus............................................................................................57

Futuro de la robótica.......................................................................58

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Robótica humanoide.........................................................................66

Introducción robots Honda..............................................................66

Estudio sobre pies y piernas(honda)................................................68

Robot Asimo(honda)..........................................................................72

Robot SDR-4X(sony)..........................................................................76

Robot HRP-2P(Meti)..........................................................................85

Conclusiones........................................................................................89

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Robots para todoYa es posible fabricar robots que sirvan para casi cualquier operación, desde limpiar una alfombra hasta realizar un intervención quirúrgica a distancia, pasando por cortar el césped o hacer café, identificar a un individuo visualmente o cambiar el neumático a un coche.Los expertos de la Purdue University lo tienen claro: el único límite es nuestra imaginación. La tendencia actual en el desarrollo y diseño de robots parece apuntar hacia el infinito. En estos momentos, los científicos se encuentran en plena batalla para hacerlos más "inteligentes", y para ello incorporan a sus estructuras un mayor número de sensores y cámaras, de manera que puedan "ver" y captar el medio ambiente que les rodea, una capacidad indispensable para que puedan desarrollar una memoria.Parece un tópico extraído de una película de ciencia-ficción, pero los robots ya están aquí para realizar tareas que nos son desagradables, como la limpieza de una alfombra. El único problema es que aún son demasiado caros para implantarse de forma masiva. Afortunadamente, todo indica que los veremos extenderse en nuestros hogares en el transcurso de las próximas décadas. La industria robótica está tan en alza que no dejan de aparecer nuevas oportunidades para todo aquel que quiera trabajar en este campo. De momento, los robots industriales, como los que se emplean en el sector de la automoción, son la punta de lanza que impulsa los avances tecnológicos. Hasta ahora, se han estado empleando para el ensamblaje de las piezas que darán lugar al producto final, ya sea un automóvil u otro vehículo, pero siempre siguiendo procesos repetitivos programados con anterioridad. El objetivo para un futuro próximo es hacer que los robots puedan identificar por sí mismos el tamaño de una rueda, de manera que sepan seleccionar el neumático adecuado sin necesidad de cambiar su programación. Para ello son dotados de cámaras y de sistemas de inteligencia artificial modestos que aprenden. El robot podrá entonces ver las piezas y almacenar en su memoria esta información, ayudándole a reconocerlas en el futuro. Esta filosofía será aplicable en muchas industrias distintas. Así, podría usarse un robot de este tipo, entrenado para reconocer contenedores de basura, para transportarlos sin peligro para el ser humano.Los robots no les quitarán el lugar de trabajo a los operarios, ya que las tareas que realizarán serán aquellas que son físicamente agotadoras para éstos, como el levantamiento y manipulación de piezas demasiado pesadas, movimiento o limpieza de sustancias tóxicas, etc.Los robots son máquinas en las que se integran componentes mecánicos, eléctricos, electrónicos y de comunicaciones, y dotadas de un sistema informático para su control en tiempo real, percepción del entorno y programación.

La robótica es todavía una disciplina relativamente joven. En efecto, aunque el término robot se acuña en los años veinte del pasado siglo, la robótica industrial nace en los cincuenta y sólo en los setenta comienzan a impartirse cursos de robótica en un gran número de universidades. En la robótica industrial se trata fundamentalmente de dotar de flexibilidad a los procesos productivos manteniendo al mismo tiempo la productividad que se consigue con una máquina automática especializada.

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En los años ochenta y noventa se han diseñado un gran número de máquinas cuyo objetivo no es sustituir la actividad directa de un trabajador en una cadena de producción. Se trata de realizar tareas en lugares dificilmente accesibles, con riesgo de accidentes, en condiciones peligrosas para la salud, o trabajos que resultan difíciles por el tamaño de los objetos que es necesario manipular. Así, se han abordado aplicaciones en la exploración espacial, actividades subacuáticas, manipulación y transporte de materiales peligrosos, minería, agricultura, construcción, cirugía, etc. La mayoría de estas máquinas son fundamentalmente teleoperadas, pero se trata de dotarlas de una mayor autonomía llegando a construir robots. El número de estos robots aumentará de forma importante en los próximos años.Otro sector de importancia creciente en las aplicaciones de la robótica es el de los robots de servicios, entre los cuales se incluyen los robots domésticos, robots de ayuda a los discapacitados, y robots asistentes en general. Tampoco hay que olvidar que los humanos siempre han sentido una gran atracción por las máquinas que imitan los gestos más visibles de los seres vivos en general y de las personas en particular. Por tanto, tampoco hay que extrañarse de la importancia creciente de las aplicaciones recreativas de la robótica.La robótica industrial, desde sus orígenes, estuvo muy orientada a las funciones de manipulación. De hecho, suele considerarse que un robot industrial es esencialmente un robot manipulador. Por ello, la mayor parte de los libros de robótica se dedican exclusivamente a robots manipuladores. Durante los años ochenta y noventa, los aspectos relacionados con la robótica denominada móvil han ido cobrando una importancia creciente. Los robots móviles se diferencian de los robots manipuladores convencionales en que no están anclados, sino que por el contrario pueden desplazarse por el terreno, por el agua o incluso volar libremente. Los aspectos más específicos de la robótica móvil son los relacionados con tales desplazamientos autónomos o navegación del robot. Desde el punto de vista de la robótica industrial, los vehículos robóticos pueden considerarse como una generalización de los vehículos de transporte en fábrica con el objetivo de proporcionar una mayor flexibilidad. Sin embargo, donde el papel de la robótica móvil es más importante es en las nuevas aplicaciones de la robótica, fuera del trabajo en las cadenas de fabricación industrial, tales como las que se mencionaban en párrafos anteriores.

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Tipos de robots.Androides

Una visión ampliamente compartida  es que todos los robots son "androides". Los androides son artilugios que se parecen y actúan como seres humanos. Los robots de hoy en día vienen en todas las formas y tamaños, pero a excepción de los robots que aparecen en las ferias y espectáculos, no se parecen a las personas y por tanto no son androides. Actualmente, los androides reales sólo existen en la imaginación y en las películas de ficción.

MóvilesLos robots móviles están provistos de patas, ruedas u orugas que los capacitan para desplazarse de acuerdo su programación. Elaboran la información que reciben a través de sus propios sistemas de sensores y se emplean en determinado tipo de instalaciones industriales, sobre todo para el transporte de mercancías en cadenas de producción y almacenes. También se utilizan robots de este tipo para la investigación en lugares de difícil acceso o muy distantes, como es el caso de la exploración espacial y las investigaciones o rescates submarinos.

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MédicosLos robots médicos son, fundamentalmente, prótesis para disminuidos físicos que se adaptan al cuerpo y están dotados de potentes sistemas de mando. Con ellos se logra igualar con precisión los movimientos y funciones de los órganos o extremidades que suplen.

    IndustrialesLos robots industriales son artilugios mecánicos y electrónicos destinados a realizar de forma automática determinados procesos de fabricación o manipulación.

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También reciben el nombre de robots algunos electrodomésticos capaces de realizar varias operaciones distintas de forma simultánea o consecutiva, sin necesidad de intervención humana, como los también llamados «procesadores», que trocean los alimentos y los someten a las oportunas operaciones de cocción hasta elaborar un plato completo a partir de la simple introducción de los productos básicos

Los robots industriales, en la actualidad, son con mucho los más frecuentemente encontrados. Japón y Estados Unidos lideran la fabricación y consumo de robots industriales siendo Japón el número uno. Es curioso ver cómo estos dos países han definido al robot industrial:

  La Asociación Japonesa de Robótica Industrial (JIRA): Los robots son "dispositivos capaces de moverse de modo flexible análogo al que poseen los organismos vivos, con o sin funciones intelectuales, permitiendo operaciones en respuesta a las órdenes humanas".

El Instituto de Robótica de América (RIA): Un robot industrial es "un manipulador multifuncional y reprogramable diseñado para desplazar materiales, componentes, herramientas o dispositivos especializados por medio de movimientos programados variables con el fin de realizar tareas diversas".

Una ventaja de la amplia definición japonesa es que muchos de los dispositivos automáticos cotidianos se les llama "robots" en Japón, como resultado los japoneses han aceptado al robot en su cultura mucho más fácilmente que los países occidentales, puesto que la definición americana es la que es internacionalmente aceptada.

TeleoperadoresHay muchos "parientes de los robots" que no encajan exactamente en la definición precisa. Un ejemplo son los teleoperadores. Dependiendo de cómo se defina un robot, los teleoperadores pueden o no clasificarse como robots. Los teleoperadores se controlan remotamente por un operador humano. Cuando pueden ser considerados robots se les llama "telerobots". Cualquiera que sea su clase, los teleoperadores son generalmente muy sofisticados y extremadamente útiles en entornos peligrosos tales como residuos químicos y desactivación de bombas.

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Robótica submarina

Hoy en dia, la ingeniería naval y oceánica se definen como el conjunto de técnicas y tecnologías que permiten la utilización y explotación integral de mares y océanos así como su conservación y el mantenimiento de ese ecosistema.Los robots submarinos son hoy dia necesarios para la exploración, mantenimiento y desarrollo de dicho ecosistema.Equipados con cámaras digitales, sistemas de iluminación, sensores, brazos mecánicos y motores a propulsión, los Rov (remotely operated vehicles) se han convertido en una buena alternativa para realizar inspecciones marinas.En la actualidad sus usos se han extendido a trabajos en terminales petroleras,la recuperación de equipos y cuerpos y la exploración del fondo marino entre otras utilidades.A continuación vamos a ver y diferenciar, algunos de los más destacados ROV’s:

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HUNTER ROV para retiro de Mortalidades HUNTER ha sido desarrollado especialmente para el trabajo de retiro de mortalidades en balsas jaulas. El diseño y los componentes de este equipo, permiten realizar además inspecciones de cables y fondeos. El concepto de este ROV es la eficacia gracias a su sencillez, está equipado con los componentes mínimos indispensables, pudiendo ser modificado según las necesidades del cliente. Los dos motores verticales están posicionados de tal forma que el vehículo se pueda inclinar para la recogida de los peces. Tres cámaras de alta sensibilidad en blanco y negro, permiten el control absoluto del equipo. HUNTER, incluyendo la unidad de control de superficie y el carretel del cable, posibilita su operación desde barcos pequeños o plataformas estrechas.

DATOS TÉCNICOS

ROV Dimensiones 1,60 m x 0,80 x 0,45 (largo, ancho, alto) Peso 65 Kg. Profundidad 300 m Carga opcional Energia 230 V AC, 2.5 KW Velocidad 4 nudos Iluminación 2 x 50 W

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Propulsión 900 W horizontal,900 W vertical

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DIAVOLO Video Robotizado Subacuático Este ROV ha sido desarrollado especialmente para el trabajo en plataformas petroleras. La versatilidad del diseño permite adaptarlo a las necesidades y usos de cada cliente. La protección de los componentes dentro del chasis y la velocidad alcanzada, hace de este equipo un ROV especial para recorrer e inspeccionar áreas extendidas. El ROV, incluyendo la unidad de control de superficie y el carretel del cable, posibilita su operación desde barcos pequeños o plataformas estrechas

DATOS TÉCNICOS

ROV Dimensiones 1,30 m x 0,65 x 0,50 (largo, ancho, alto) Peso 65 Kg. Profundidad 300 m Carga opcional Energia 230 V AC Velocidad 4 nudos Iluminación 2 x 50 W Propulsión 900 W horizontal,400 W vertical, 400 W lateral

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GNOM

Mini Videorobot Teledirigido

GNOM es un video robot teledirigido desarrollado para operar en áreas difíciles de acceder. Con un tamaño menor que un balón de futbol, es apto para inspeccionar el interior de barcos hundidos, tuberías, cuevas, etc.

Las aplicaciones de este sistema compacto y ligero son ilimitadas. Puede trabajar solo, o bien en cooperación con buzos y vehículos submarinos tripulados.

GNOM ofrece una excelente maniobrabilidad, con 6 grados de libertad y la posibilidad de girar sobre su propio eje. La profundidad máxima de trabajo es de 100 m.

GNOM está equipado con una vídeo cámara, 4 motores, LEDs blancos y sensores. Se maneja desde una consola con un joystick o el teclado de un ordenador. Dos motores aseguran una propulsión de 1m/s en dirección horizontal y los otros dos motores garantizan el movimiento vertical, llegando a una velocidad aproximada de 0,5 m/s. Los LEDs de la vídeo cámara de color permiten ver a una distancia de 2 a 3 m de noche y en agua clara. Las señales de vídeo y de control son transmitidas en conjunto con el suministro eléctrico, a través de un cable coaxial de 2 mm, con malla en Kevlar y una tracción de 100 Kg.

GNOM está disponible en diferentes versiones. El sistema estándar está compuesto por el ROV, un joystick, el panel de control y el carretel del cable. La versión completa incluye además la caja de transporte, acumuladores y el monitor LCD. Esta caja es de dimensiones aptas para transportarla como equipaje de mano y utilizarla en operaciones rápidas.

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Este pequeño y novedoso ROV es un desarrollo especial de la empresa INDEL en cooperación con el Instituto P.P. Shirshov de Oceanografía en Moscú.

DATOS TÉCNICOS

ROV Dimensiones 2,5 dm3 Peso 3 Kg. Profundidad 100 m Energia 220 V AC, 12 V DC Velocidad (horizontal) 1 m/s

Propulsión 75 W N° motores versión pequeña: 3, versión grande: 4

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SPY

Video Robotizado Subacuático ROV robusto y ligero con propulsión elevada permite operaciones en zonas de corrientes fuertes hasta una profundidad de 300 m.

Cable coaxial delgado para la transmisión de las señales, con malla en Kevlar de resistencia reducida en corrientes, el que adicionalmente funciona como cable para remolcar.

Forma de seta con centro de gravedad bajo para una imagen televisiva nítida, dada la excelente estabilidad en el agua.

Construcción open frame, permite el cambio rápido de componentes de acuerdo a cada operación.

Custom design para la adaptación óptima al uso de cada cliente.

SPY con su técnica profesional entra en una categoría de precios que hasta ahora sólo tenían sistemas poco sofisticados. Esto se logró utilizando componentes estandard y a través de la compatibilidad de gran parte de los grupos utilizados en los vehículos construidos por MARISCOPE. Este sistema compacto puede ser transportado fácilmente en un coche común y manipulado entre una o dos personas. En consecuencia es posible realizar operaciones desde zodiacs utilizando generadores portátiles. La construcción "open frame" permite desmontar el ROV en 20 minutos, lo que facilita el alcance de los lugares de intervención por via aérea.

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La forma de construcción modular, permite añadir fácilmente accesorios tales como

brazos mecánicos, sonar, cámaras adicionales y motores más potentes durante las operaciones. Dada la facilidad de manutención del aparato, incluso a través de personas inexpertas y teniendo las reservas correspondientes, queda asegurado que no habrá pérdidas de tiempo durante las operaciones.

Dos motores horizontales y dos verticales de 400 W cada uno aseguran una propulsión fuerte y permiten una carga notable durante operaciones de rescate. El número variable de las revoluciones de las hélices proporcionan al aparato una maniobrabilidad exacta.

Como accesorio es posible obtener un carretel de cable en acero inoxidable con colectores especiales, permitiendo la transmisión perfecta de las señales, incluso mientras se arria el cable.

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DATOS TÉNICOS

ROV Dimensiones 0,78 m x 0,90 x 0,93 (largo, ancho, alto) Peso 55 Kg. Profundidad 300 m Carga opcional Energia 2,5 KW, 230-380 V AC, 50 Hz Velocidad 2,5 nudos Iluminación 2 x 50 W halógenos Propulsión 900 W horizontal, 900 W diagonal Navegación compás mecánico ó digital Caja estanca acero inoxidable con doble junta tórica

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FO (Fast Observer)

Video Robot para inspección

FO (Fast Observer) es un ROV desarrollado especialmente para llevar a cabo inspecciones submarinas. Es rápido, ligero y fácil de manejar.

El diseño de contornos delgados y motores potentes, hace del FO un equipo ideal para recorrer distancias largas e inspeccionar áreas extendidas.

El diámetro, menor a 50 cm, posibilita la inspección de tuberías.

Los motores aseguran una gran propulsión, por lo cual se obtienen velocidades de hasta 4 nudos. Los focos permiten que la cámara, con objetivo gran angular, proporcionen una visibilidad óptima. El FO es apropiado para realizar operaciones en profundidades de hasta 300 m.

La construcción ligera del equipo, incluyendo la unidad de control de superficie y el carretel del cable, permiten operar este ROV desde barcos pequeños o plataformas estrechas.

DATOS TÉCNICOS

ROV Dimensiones 1,00 m x 0,50 x 0,44 (largo, ancho, alto) Peso 30 Kg. Profundidad 300 m Carga opcional Energia 230 V AC

Velocidad 4 nudos Iluminación 2 x 50 W Propulsión 900 W horizontal, 450 W vertical

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ACCESORIOS

BRAZOS MECÁNICOS Son diseñados siguiendo las especificaciones de cada cliente. Las características varían desde pinzas para la recuperación de objetos pesados, hasta brazos telescópicos con movimiento vertical y/o horizontal. En todos los casos es posible añadir una micro telecámara para trabajos de precisión. La innovación principal del sistema está en la independecia total del ROV, ya que el brazo mecánico tiene una electrónica independiente que es alimentada a través de un cable umbilical. Puede trabajar sin el ROV, o bien ser instalado sin ninguna modificación, a cualquier ROV de nuestra producción.

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SÓNARES Para facilitar la navegación es posible incluir en los equipos sónares, tanto para el control automático de la distancia del fondo, como para obstáculos horizontales. Se encuentran disponibles sónares con un alcance desde 30m hasta 90m. Puesto que la señal queda visible en la parte derecha de la pantalla, no hace falta el uso de un segundo monitor. CÁMARAS A parte de la cámara estándard, es posible colocar cualquier tipo de cámara de acuerdo a las necesidades del cliente. Éstas pueden ser cámaras de alta sensibilidad, digitales, en blanco y negro o camcorders. Una mayor visual de campo se alcanza utilizando varias cámaras al mismo tiempo. Existe la posibilidad de enviar las imágenes de hasta cuatro cámaras en paralelo, o de forma conmutable sobre un solo monitor.

Cámara FotográficaTodas las cajas estancas resistentes a la presión, se construyen a medida para cualquier tipo de cámara fotográfica. El flash se encuentra en una caja estanca a parte para evitar reflexiones en el visor de la cámara fotográfica. Cámara y flash son teledirigidos desde la consola.

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CUSTOM DESIGN Es posible adaptar una gran variedad de aparatos preexistentes a los ROVs de nuestra producción. Dependiendo de los aparatos, se efectúa una modulación en radiofrecuencia de las señales para enviarlas posteriormente a través del mismo cable umbilical, o bien se entrega un cable coaxial con cuatro conductores. Algunos ejemplos de adaptaciones posibles son: sónares, magnetómetros, cámaras de sensibilidad muy elevadas y sistemas de rotación. Naturalmente, estas adaptaciones contienen también las modificaciones mecánicas y de flotabilidad necesarias.

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JASON II6 de Noviembre de 2002. La Woods Hole Oceanographic Institution ha desarrollado una nueva generación de vehículos submarinos automáticos que permite realizar investigaciones científicas de los fondos oceánicos y enviar la información vía Internet. El JASON II es el primero de esta nueva familia controlada de forma remota.

Podrá operar rutinariamente a profundidades de hasta 6.500 metros.

Su primera misión científica, sin embargo, ha sido más modesta, frente a las costas de Washington y Oregon, aunque ya se encuentra en el Pacífico, junto a Hawaii.

El programa ha costado 2,5 millones de dólares (pagados por la National Science Foundation, la Office of Naval Research, y la W.M. Keck Foundation) y se inició en 2000. Además de la construcción del JASON II, se ha actualizado el sistema de captación de imágenes Argo II y el sonar DSL-120. El Deep Submergence Laboratory, responsable de las tareas de diseño y construcción, se ocupa de proporcionar herramientas adecuadas para la investigación oceanográfica. Otro de los vehículos de los que dispone la U.S. National Deep Submergence Facility, en este caso muy conocido, es el submarino Alvin, capaz de transportar a tres personas. Estos aparatos son utilizados para una gran variedad de objetivos en los campos de la biología, la geología y la química.

El JASON original fue construido a finales de los años 80 y podía alcanzar los 6.000 metros de profundidad. Su sucesor dispone de nuevos sistemas energéticos, de telemetría y control, mayores capacidades de carga útil, empuje, toma de muestras y manipulación.

El JASON II está "conectado" a la red SeaNet, pensada para extender las ventajas de Internet hasta los buques oceanográficos, a través de varios enlaces de comunicaciones sin hilos. Así, el JASON II puede enviar imágenes y datos hasta los investigadores situados en tierra firme a través, en tiempo real.

La construcción propiamente dicha del JASON II se inició en 2001 y se completó el pasado verano. En junio y julio comenzaron las pruebas en Woods Hole, y a finales de este último mes se realizó un pequeño viaje submarino. La primera misión científica con éxito se llevó a cabo en septiembre, a bordo del buque Atlantis.

Los británicos del Southampton Oceanography Center están interesados en disponer de su propia copia del JASON II, a la que bautizarán como ISES, de manera que el primero

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tendrá pronto un hermano gemelo.

Los océanos, que suponen un 70 por ciento de la superficie del planeta, necesitan de estos vehículos para dar a conocer sus misterios. Tanto el JASON II como los Argo II y DSL-120 (estos dos últimos operan unidos por un cable al buque oceanográfico), pueden funcionar durante varias jornadas bajo el agua, enviando imágenes y datos las 24 horas del día.

El JASON II dispone de cámaras fotográficas y de video digitales, más energía para sus luces y otros sistemas, mayor maniobrabilidad a través de sus impulsores, y más capacidad de captura de muestras. Cada uno de sus dos nuevos brazos manipuladores puede coger unos 70 kg de peso, y alcanzar dos veces la distancia que era posible con el único manipulador del antiguo JASON.

Con estos equipos puede visitar y observar las chimeneas hidrotermales profundas en las que se desarrolla la vida, antiguos barcos hundidos, instalar observatorios oceánicos permanentes, etc.

Submarinos Autónomos Les llaman "planeadores", pero en realidad se mueven por el agua y no por el aire. Se

trata de dos vehículos submarinos automáticos, que utilizan una fuente de energía poco

habitual, el propio océano. Desarrollados con la ayuda de la Office of Naval Research,

serán ensayados en 2003.

El primer vehículo se llama Slocum Glider. Ha sido diseñado y construido por la

compañía Webb Research, con gran experiencia en la fabricación de instrumentos

oceanográficos. Su motor de calor extrae la energía que necesita de una capa de agua

llamada "thermocline", donde la temperatura cambia muy rápidamente. Es la frontera

entre el agua caliente situada por encima y la fría situada por debajo. Aprovechando esta

característica, el Slocum Glider evoluciona miles de veces entre la superficie y una

profundidad programada, consiguiendo la energía que precisa para cambiar su

flotabilidad a partir del flujo de calor del agua que lo rodea.

Sus ingenieros lo han diseñado para que pueda avanzar sin descanso durante cinco años,

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siguiendo un zig-zag vertical, desde la superficie a profundidades de hasta 5.000 pies y

viceversa. Durante este periplo, sus instrumentos medirán la salinidad y la temperatura,

levantarán mapas de corrientes, registrarán sonidos "biológicos" (como los de las

ballenas), contabilizarán plantas microscópicas, etc.

El segundo robot se llama Seaglider y ha sido pensado por el University of Washington

Applied Physics Laboratory. Su avance en el agua se encuentra determinado por el

control de su flotabilidad y la sustentación de sus alas. Así, se sumerge y asciende

alternativamente. Sus movimientos están dirigidos por la información de posición

enviada por los satélites GPS. Los datos y las órdenes se transmiten mediante enlaces

telemétricos vía satélite, durante los momentos en que su antena se encuentra fuera de la

superficie. Como su competidor, puede permanecer meses en el mar, recorriendo todo

un océano y alcanzando profundidades de hasta 3.500 pies. Sus instrumentos recogerán

información física, química y bio-óptica de alta resolución.

La Office of Naval Research prepara vehículos de este tipo porque tanto la US Navy

como los Marine Corps precisan de herramientas que recojan datos sobre las diversas

regiones oceánicas, en caso de que se tengan que instaurar contramedidas debido a la

instalación de minas enemigas

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Robótica exploradora:

Un buen ejemplo donde podemos utilizar robots exploradores es en las profundidades de los crateres de los volcanes.

Entre estos robots complejos estan el Dante II, una robot que costó 2,46 millones de

dólares realizarlo. Este aparato descendió una vez por el cráter de un volcán de Alaska,

tropezó con una roca y quedó varado, así que algunas personas tuvieron que rescatarlo.

Estos robots, que usan microprocesadores, emplean para su funcionamiento un control

electrónico patentado que sus creadores llaman "redes nerviosas", y que consiste en un

conjunto de transistores que comparten datos sobre el cuerpo y los movimientos del

robot.

De esta manera, robots como el Walkman Daggerwrist, (que vemos bajo estas lineas), de cuatro patas, 20 centímetros y construido con piezas de magnetófonos de bolsillo, pueden caminar libremente, dando saltos, esquivando rocas, y si una de sus patas se atora, cambia su táctica, su ritmo de avance y las zancadas que da para librarse. Esto es logrado porque el esfuerzo del motor eléctrico produce un cambio en el patrón de circuitos, lo que altera la corriente de la pata y, por lo tanto, un cambio en el paso y en la dirección. Así, son de bajo costo y presentan comportamientos que recuerdan a los seres vivos.

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Robótica militar (buscaminas):

El Ejército de Estados Unidos cuenta con varios robots buscaminas, ya que cada año mueren cerca de 26.000 personas a causa de bombas antipersonas enterradas. Es por eso que entre los robots creados, existe el Snakebot, que serpentea como culebra y consta de tres partes diseñadas para hacer explotar minas pequeñas. Es por su forma reptil que puede llegar a cualquier lugar de cualquier nivel solar con gran habilidad. Es tan hábil y resistente que puede seguir funcionando aún cuando una explosión lo despedace, como podemos observar en la imagen el secreto de la resistencia de este robot no esta solo en la resistencia del chasis, que seguro esta fabricada de un fuerte material, su secreto es la forma de malla de dicho chasis que hace que se flexione a la hora de recibir un impacto y no quede deteriorada como si de una chapa compacta se tratara.

Como vemos, este método es un gran adelanto que permite aumentar su resistencia.

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Otro ejemplo de robot buscaminas es el que aparece bajo estas lines, parece a una araña, pero en realidad es un robot capaz de detectar minar contra personas. Trabaja a control remoto y equipado sobre seis patas (cada una con unos sensores de alta precisión capaces de detectar minas con exactitud).

Cuando encuentra una, marca el lugar con tinta, eviando al mismo tiempo información a la computadora base. Los datos son utilizados para establecer mapas de minas, con los que posteriormente pueden ser retiradas. La detención de minas es untrabajo peligroso y una persona puede cubrir sólo alrededor de un metro cuadrado por día. Este tipo de robot puede cubrir hasta 450 metros cuadrados en el mismo tiempo

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Robótica espacial

El papel que tienen los robots en el espacio es cada vez más importante, en un futuro inmediato vamos a tener que arreglar satélites con satélites. Un satélite con un brazo robótico se acercará a otro satélite estropeado y lo arreglará, sin que haya nigún astronauta alrededor: se controlará todo desde Tierra. Poco a poco los robots van a descargar de trabajo a los astronautas.

Uno de los principales problemas en la robótica espacial es el retraso: hay casos que pasan hasta siete segundos desde que se envia la orden al robot, éste la recibe y percibimos su respuesta. Esto hace muy difícil tareas aparentemente sencillas ya que mandas varias órdenes y lo que ves no se corresponde con lo que estás haciendo.

Un método para arreglar este problemas es dar autonomía al robot, dejarle capacidad para tomar algunas decisiones, pero de todos modos, nunca llegan a ser autonomos.

Tenemos diferentes tipos de robots espaciales en la actualidad, desde robots que se utilizan para recoger muestras en otros planetas, hasta robots que utilizamos para arreglar satelites que se han dañado o han sufrido algun tipo de averia interna o externa.

De estos últimos robots vamos a hablar en este apartado de robótica espacial.

Construir estaciones espaciales es un trabajo costoso. Se deben acoplar módulos que pesan toneladas, extender paneles solares de largas dimensiones, y acarrear equipos de ida y vuelta al trasbordador espacial. Para estos trabajos los astronautas necesitan la ayuda de un robot espacial.

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Un buen ejemplo para explicar a fondo los robots espaciales para ayudar a los astronautas es el canadiense Canabrazo2 que vemos en la siguiente imagen.

Con un peso de 1640 kilogramos, el Canadabrazo2 tiene 17.6 metros de longitud en su posición mas extendida, tiene siete articulaciones motorizadas y una mano con 15 diestras articulaciones.El Canadabrazo es capaz de manipular carga de gran tamaño y ayudar a atracar al Trasbordador Espacial.

El Canadabrazo2 es, sin lugar a dudas, grande y fuerte, pero no es sólo fuerza bruta. Esta nueva generación de brazos robot, cuentan con trucos asombrosos . Por ejemplo, la forma como se mueve. El Canadabrazo2 no estará fijo en un solo punto. En cada extremo del brazo hay una mano que puede agarrar y anclarse a la estación espacial. Rotando de un extremo a otro entre puntos de apoyo, Canadabrazo2 puede moverse como un gusano.

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Con siete coyunturas, es muy manejable y mucho mas ágil que un brazo humano. Esto es importante porque la estación espacial es grande y compleja y necesitamos de un robot potente en este sentido.

La última pieza del Sistema de Servicio Móvil es el Diestro Manipulador para

Propósitos Especializados, un adaptador que se conecta a un extremo del Canadabrazo2.

Éste adaptador, conocido como la "Canadamano" (Canada Hand, en inglés), es en sí un

robot altamente avanzado, con dos brazos y un mecanismo de realimentación tan

sofisticado que le permite palpar y sentir tanto como una mano humana. Equipada con

luces, cámara de video y cuatro soportes para herramientas, la Canadamano efectua

operaciones tan sofisticadas como el montaje de baterías, generadores de corriente y

computadores.

A este brazo se le añade un manipulador extremadamente sensible: un robot pequeño con dos brazos, siete articulaciones y cuatro herramientas, que tiene en total 15 grados de libertad y es capaz de coger un huevo sin romperlo. Es util para cambiar componentes, como las baterías. También se añade una base móvil que permite a los robots moverse a lo largo de un gran andamio metálico en la estación. El sistema se completa con un centro de control, duplicado, que se instala en dos elementos de la estación, y dispone de un sistema avanzado de visión para mover grandes cargas.

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

Hablaremos ahora de los robots destinados a la exploración, recogida de muestras,

investigación, etc. de otros planetas.

En primer lugar diremos que para llegar al planeta los robots necesitan tener una sensibilidad navegacional con errores de centímetros, un ajustado diseño de la planificación autónoma de maniobras y una eficaz generación de trayectorias.

Una vez en el planeta, los robots autónomos deben imitar a los sapos (robofrogs), o a las serpientes (snakebots), o ser ANTS ("Autonomous Nano Technology Swarms"), hormigas. Si fuesen similares a batracios u ofídeos, han de ser autorreflexivos, racionales,

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planificadores, reactivos, recargables con la luz solar. Los robosapos han de saltar con dos de las cuatro patas y caer establemente. Si fuesen Ants pesando un kilogramo y con una vela capturadora de fotones solares, su principal misión sería la de servir como sondas de la existencia de rocas con minerales valiosos para el humano, que el astrogeólogo identificaría como aptas para ser explotadas. Para ello dispondrían de un dado instrumento, que podría ser un magnetómetro o un sensor de rayos gama.

Si se siembra una colonia de Ants, la moraleja es que se puede llegar a un sistema complejo, cuasi inteligente, a partir de partes no demasiado costosas. La valiosa información exigiría luego de robots operarios que encuentren la pista y rescaten los Ants sabios y logren más tarde la minería y la industrialización. Al combinar inteligencia artificial con nanotecnología, podría ser que emergiese algo así como un pensamientoconciente de toda la red de robots informantes individuales. La conclusión es que con una red orquestada pero difusa se podría encarar la exploración de una zona dinámica tal como el polo norte de Marte. Y una idea así extenderse a toda la exploración espacial como red nanotecnológica y de inteligencia artificial.

Todo esto aun tardaremos en verlo. Por lo pronto, cuando vayan madurando algo más muchos campos de investigación, entre ellos:

-Robótica vehicular autónoma para navegación espacial. -Teleoperación y telepresencia. Operaciones de apoyo desde la Tierra. -Adquisición de conocimiento de sentido común sobre el mundo de las misiones espaciales y su disponibilidad para los robots espaciales. -Control autónomo, sensores y actuadores inteligentes de alto nivel, redundantes y flexibles. -Integración de razonamientos para planificar y programar misiones. -Formas de gestión de la incertidumbre y de lo difuso.- Ejecución de planes y programas durante una misión. - Reprogramación reactiva dinámica frente a rápidos cambios en el ambiente. - Optimización con restricciones.

- Satisfacción de restricciones que operen en la realidad. - Técnicas que diagnostiquen el grado de dificultad de los problemas. - Criterios más avanzados para detectar cómo hacer una evaluación empírica. - Comparación de técnicas de IA (inteligencia artificial) e IO (investigación operativa).

Como ejemplo de este complejo mundo pondremos el estudio que ha creado el Centro de Astrobiología sobre el estudio del rió Tinto como un modelo de exploración planetaria. Este río ha sido seleccionado como el único ejemplo en la Tierra de biodiversidad en un entorno ácido producido por microorganismos quimiolitrotoficos. Existe un interés creciente sobre el origen quimiolitrotofico de la vida. Por ello el interés mostrado por realizar una caracterización del sistema, que junto con las relaciones existentes entre las condiciones que rodean al río, que parecen similares a las que podríamos encontrar en Marte, y con el origen y desarrollo temprano de la vida en la Tierra, hacen que se haya puesto en marcha el proyecto Ptinto.

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El objetivo del proyecto Ptinto es desarrollar de un robot teleoperado para el estudio exhaustivo e insitu del habitat del río Tinto. Las metas planteadas pretenden desarrollar nuevos instrumentos que permitan ser embarcados en posibles misiones de exploración planetaria y que puedan ser utilizadas para explorar áreas peligrosas. Para ello se requiere la colaboración de un grupo multidisciplinar de geólogos, biólogos e ingenieros.

OBJETIVOS.

Los objetivos del proyecto Ptinto se enfocan en el estudio de las condiciones de vida de los microorganismos así como en el análisis de los mismos. De acuerdo con esto,proyecto se dividen en dos grupos, objetivos científicos y objetivos técnicos.

OBJETIVOS CIENTIFICOS.

1) Caracterización físico-química de río Tinto para el reconocimiento de ecosistemas marcianos.

2) Establecimiento del nivel de biodiversidad mediante la utilización de marcadores biológicos utilizando tecnología de DNA Chips.

3) Establecimiento de un modelo geomicrobiológico que permita la detección de comunidades de fósiles similares a los marcianos.

4) Medida de la actividad bioquímica.

5) Observación microscópica de los microorganismos presentes.

6) Caracterización, datación y evolución de depósitos de mineral de origen orgánico.

7) Otros estudios.

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OBJETIVOS TÉCNICOS.

1) Recogida de muestras. Durante la exploración el robot debe ser capaz de capturar muestras a diferentes profundidades del lecho del río y analizarlas a bordo así como extraerlas para su estudio.

2) Exploración cercana. El beneficio de la robótica móvil radica en la posibilidad de observar los microorganismos en su entorno, requiriendo un microscopio móvil capaz de acercarse al mismo.

3) Movimiento. El robot debe ser capaz de desplazarse a lo largo del curso del río de manera autónoma o manual.

4) Operación panorámica. El operador controlara la dirección de las cámaras que servirán de ayuda a la teleoperación.

5) Identificación de los puntos de interés. Los teleoperadores seleccionarán objetivos, basándose en la información visual, y el robot la alcanzará de manera automática.

6) Teleopración del robot. El teleoperador tendrá la posibilidad de teleoperar el robot a través de un interface adecuado.

7) Experimentación automática. El robot de manera autónoma realizara secuencias de experimentos de medición de parámetros físico-químicos.

8) Recogida automática de muestra. El operador desde su pantalla identificara un objetivo a ser alcanzado en el que se deberá realizar la recogida de muestras para su posterior examen. Esta tarea se podrá llevase a cabo de manera automática y manual, controlando el sistema de recogida de muestra y sus deposición en el instrumentoadecuado.

9) Exploración cercana. El operador controlara un microscopio móvil para realizar observaciones cercanas de superficies de rocas y/o depósitos.

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DISEÑO DEL ROBOT

Uno de los objetivos del proyecto Ptinto es la implementación del estado del arte de las tecnologías para evaluar su uso potencial en la búsqueda de vida en el marco de la exploración planetaria. En algunos casos las restricciones típicas en el diseño de robótica espacial como son: Poco peso, volumen, peso y consumo, no serán alcanzados. Así el diseño tiene que verse como un proyecto que pretende realizar una demostración de para la exploración planetaria de un laboratorio móvil y no como un diseño optimo desde el punto de vista de la ingeniería espacial. En el que los distintos subsistemas son los siguientes.

1) Control de la misión. Sistema encargado de supervisar las operaciones del robot así como las comunicaciones con la estación de teleoperación.

2) Carga de pago. El conjunto de instrumentos que científicos que permitirán alcanzar los objetivos científicos.

3) Manipulador con el que se conseguirá un perfecto posicionamiento del microscopio.

4) Percepción. Compuesto por sistemas de visión artificial, ultrasónicos e infrarrojos.

5) Locomoción. Conjunto de articulaciones móviles que permitan el desplazamiento del robot.

6) Alimentación. Sistema que permita dar autonomía al robot en las misiones.

7) Estación de teleoperación. Será el interface entre el operador y el robot. Pasamos ahora a exponer cada una de los subsistemas que componen el robot.

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SUBSISTEMA DE LOCOMOCIÓN

El diseño del sistema de locomoción viene marcado por los requerimientos medioambientales del rió así como por las necesidades de la carga de pago a albergar. Algunos de los requerimientos a alcanzar son:

1) Obstáculos a superar de 0.5x0.5x0.5m

2) Zanjas de 0.3m de profundidad y 0.5 de anchura.

3) Resistencia al agua. El robot debe ser capaz de trabajar dentro del agua con profundidades de menos de 0.5m.

4) Máxima pendiente 10º.

5) Máxima velocidad 1m/s.

6) Peso máximo 100Kg.

Basándose en las requerimientos la arquitectura propuesta es la de un robot hexápodo con tres grados de libertad en cada una de las patas(dos en el hombro, y uno en el codo). En la plataforma que compondrá el cuerpo del robot se alojaran cada uno de los anteriores subsistemas. La ventaja de este tipo de arquitecturas es la versatilidad para rebasar obstáculos frente a robots con ruedas, lo que hace que sean más adecuados para este terreno. El punto clave por tanto será el diseño de unas articulaciones eficientes así como la elección de un adecuado sistema de movimiento (eléctrico o neumático). Además no hemos de olvidar el interface entre el suelo y la pata pues éste debe ser capaz de adaptarse a las rugosidades del terreno así como a la baja adherencia provocada por laexistencia de depósitos blandos, agua.

En lo que hace referencia al sistema de control del sistema de locomoción, éste estará basado en un arquitectura distribuida de control utilizando un bus deterministico de bajo nivel (CAN), asociando un controlador por pata. Además de un controlador generalque coordine el movimiento de todas ellas. En la figura se puede ver un boceto del sistema de locomoción del robot.

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SUBSISTEMA DE MANIPULACIÓN

Una configuración clásica es la propuesta para el manipulador, con seis grados de libertad: dos en el hombro, uno en el codo y los tres finales en la muñeca. Algunos del los requerimientos del mismo serán los siguientes:

1) Espacio de trabajo que permita la recogida de muestra y la observación in-situ con microscopio.

2) Precisión. El manipulador realizará movimientos con un precisión de 0.1mm.

3) Velocidad. Mínima velocidad de 1mm/s.

4) Velocidad de alta precisión. Durante el movimiento con alta precisión la mínima velocidad será de 0.1mm/s.

Un inconveniente serio de este manipulador son sus restricciones de peso, así no será posible implementar diseños estándares si no el desarrollo de uno nuevo utilizando actuadores y materiales ligeros, así como de consumo restringido. Una disyuntiva planteada surge de la cuestión de implementar un elemento actuador quealbergue el sistema de recogida de muestras, la cámara posicionadora y el microscopio de campo, o el diseño de un cambio automatico de herramienta.

SUBSISTEMA DE PERCEPCIÓN

El sistema de percepción tendra que cumplir tres objetivos fundamentales:

1) Sensores de distancia. Para evitar las colisiones del robot con objetos así como con las patas.

2) Datos de percepción panorámica. El sistema será implementado dentro del robot para proporcionar imágenes 3D del entorno del robot que ayuden a suteleoperación.

3) Sistema de posicionamiento global e inercial.

Para alcanzarlos, se necesitan un primer sistema que realice el reconocimiento los objetos existentes alrededordel robot. Y un segundo para conocer la posición y

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orientación exacta del robot. El diseño de estos sistema marcará la elección del ordenador de abordo y del hardware asociado al mismo, debido a la gran capacidad decálculo necesaria en muchos casos para llevar a cabo los algoritmos de fusión de datos, compresión de imágenes y de visión artificial. Varios van a ser los sistemas incluidos:

1) Dos caparas panorámicas enviaran imágenes a la estación de teleoperación

para ser procesadas y mostrar imágenes 3D al operador ( con gafas de visión

estereoscópica).

2) Con la información de las cámaras panorámicas se puede reconstruir un entrono virtual con los objetos existentes que permitan simular a priori el comportamiento del robot a través de una ruta.

3) Sensores de distancia basados en ultrasonidos e infrarrojos que permitan realizar mapas para el guiado autónomo del robot, así como para evitar las colisiones de la patas y del manipulador con objetos cercanos.

4) Sensores inerciales como son giroscopos, acelerómetros y brújulas acompañados un sensor de posicionamiento global GPS trabajando en modo diferencial. SUBSISTEMA DE POTENCIA

El subsistema de potencia estará constituido por dos buses de alimentación claramente diferencias. El primero de ellos estará estabilizado y constituido por distintas alimentación desde 24V, dos alimentaciones de 5V, +12V y -12V, y estará dedicado a la alimentación de los distintos sistema de control y medida. El segundo de los buses será un bus de potencia no estabilizado encargado de proporcionar la potencia los sistema de locomoción, barajándose para el mismo dos posibilidades 220VAC o 48VDC dependiendo de las características finales del sistema de locomoción.

El sistema de almacenamiento estará compuesto por un conjunto de baterías de altas prestaciones peso/energia almacenada, además de los distintos convertidores tanto DC/DC y DC/AC según los requerimientos. La autonomía necesaria para realizar una campaña científica será de 2 horas.

SUBSISTEMA DE COMUNICACIONES

El sistema de comunicaciones viene impuesto por la necesidad de teleoperar el robot

desde distintos lugares. Varias son las tecnologías a utilizar para alcanzar este objetivo.

Para teleoperar el robot desde la estación de campo situada a pocos metros del robot la

tecnología de Wireless Lan de 2Mbps será la opción elegida. Por otra parte para el

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control remoto desde el robot desde del Centro de Astrobiología las comunicaciones se

establecerá en dos tramos el primero de ellos estará constituido por una Wireless Lan

con un enlace intermedio formado por un globo estático a una altura suficiente para

salvar la dificultades ortográficas entre el robot y una estación en la que se tiene acceso

a canales telefónicos digitales RDSI que establecerán el enlace con el Centro de

Astrobiología. En este caso la velocidad no será inferior a 256Kbps. Por último el

control por Internet del robot se llevará a cabo desde un servidor web situado entre las

instalaciones del Centro de Astrobiología que se servirá de la infraestructura de

comunicaciones inalámbricas antes mencionada.

SUBSISTEMA DE DIRECCIÓN DE MISIÓN

Este sistema constituirá el cerebro del robot, todo la inteligencia del mismo estará localizada en él y es el encargado del control y monitorización los otros subsistemas y de la comunicación con la estación de teleopración. Este subsistema estará compuesto por un computador y el software desarrollado para el mismo con las siguientes funciones:

1) Comunicaciones. Recibir los comandos provenientes de la estación de teleoperacion y responder con la información requerida por la misma.

2) Supervisión. De cada uno de los subsistemas

3) Alarmas. Reaccionar contra situaciones inesperadas que puedan aparecer durante la operación del robot.

4) Estado. Mantener una base de datos con el estado del robot( mecánica, configuración, subsistemas)

5) Coordinación. Coordinar las actividades entre la carga de pago y los subsistemas del robot.

ESTACIÓN DE TELEOPERACIÓN

Tres son los objetivos fundamentales de la estación de teleoperación. El primer objetivo es simplificar la tarea del operador para ello el sistema contará con:

1) Interface hombre/maquina.

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2) Visualizar la información que proviene de las cámaras panorámicas del robot.

3) Superponer los datos visuales actuales con la imágenes de realidad virtual generadas por la simulaciones cinemáticas y dinámicas para evaluar los movimientos del robot y del manipulador.

4) Mostrar los datos provenientes de la cámara del brazo manipulador así

como los datos de distancia a los objetos.

5) Mostrar los datos de los sistema de posicionamiento global e inercial así como la posición actual del manipulador.

6) Proporcionar las imágenes provenientes del CCD del microscopio.

7) Proporcionar una herramienta de manipulación (joystick) que permitan manipular tanto el robot como el manipulador de una manera intuitiva.

8) Mostrar la información de la carga de pago.

El segundo de los objetivos es prepara consiste en prepara y supervisar las actividades del robot. Dentro de esta tarea inteligente de este subsistema se encuentran las siguientes:

1) Planificación de caminos. Para determinar un camino libre de obstáculos en el movimiento.

2) Programación de tareas. Ejecución de las actividades del robot para la optimización de recursos.

3) Supervisión. Analizar el estado del robot y de la carga de pago para identificar cualquier comportamiento indeseado.

4) Construcción de mapas 3D del escenario de trabajo del robot.

5) Simulación de dinámica y cinemática de los movimientos del robot y del manipulador. Por ultimo existirá otro módulo encargado de las comunicaciones entre el robot y la estación. Con el objeto de proporcionar consignas y recibir datos que permitan generar una base de datos de actuación.

SUBSISTEMA DE CARDA DE PAGO

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Una vez descritos los subsistemas de carácter tecnológico, el robot Ptinto deberá albergar los instrumentos necesarios para llevar a cabo los requisitos científicos. El robot en si secomportará como un laboratorio móvil en el que todos los instrumentos serán capaces de llevar a cabo los experimentos sin la intervención del ser humano. La definición de la carga de pago definitiva, así como parte de su construcción se están llevando a cabo en este momento. Sin embargo se han identificado unos instrumentos esenciales que serán los siguientes:

1) Microscopio. La observación microscópica de comunidades microbianas, o estructuras de hierro fósil requiere la existencia de un microscopio a bordo. Para ello el microscopio debe alcanzar especificaciones de movilidad. Debe estar colocado en el una plataforma móvil(brazo robotizado que permitan posicionarlo en el lugar de interés.Una resolución de 10-5(TBC) micrómetros es necesaria para identificar diferentes tipos de vida. El sistema debe ser capaz de operar bajo el agua. Diferentes tecnologías serán utilizados entre ellas fibra óptica, CCD y utilización de luz fluorescente.

2) Analizador ADN. Esta tecnología es completamente novedosa y

prometedora. Debido a esto es necesario realizar un meticuloso estudio de viabilidad de

instrumento en lo que hace referencia la complejidad, tamaño, consumo y masa.

3) Determinación de parámetros físico-químico. Este conjunto de instrumentos identificara una gran cantidad de parámetros físico-químicos del rió como son: Temperatura, pH, EH, conductividad, campo magnetico, luz, concentración luminosa, concentración de cationes y aniones( Fe, Cu, As, Zn, sulfatos, nitratos y fosfatos).En relación con este campo existen una nueva micro tecnología de sensores que será aplicada.

4) Espectrómetro. Muchos espectrómetros han sido identificados para llevar a cabo experimentos geológicos. Además existen distintas misiones espaciales que has llevado uno de ellos como carga de pago. Lo que indica la posibilidad del diseño a medida de los requerimientos.

5) Sistema de taladrado. Este sistema permitirá taladrar sedimentos para recoger muestras.

TRABAJOS ACTUALES

Los trabajos actuales empieza a plasmar las conclusiones obtenidas en el análisis del"estado de la ciencia", en algunos de los siguientes puntos:

1) Estudio del sistema de locomoción más adecuado y adaptado a zonas muy escarpadas.

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2) Diseño de un pata articulada con tres grados de libertad y elección de sistema de actuación.

3) Diseño sistema de control neumático y eléctrico para el sistema de locomoción del robot Ptinto.

4) Desarrollo del sistema de control basándose en una arquitectura distribuida.

Sistemas de control no lineal basados en lógica borrosa y redes neuronales sobre

plataformas especificas como FPGA o microcontroladores.

5) Desarrollo de un sistema que permita la detección de obstáculos en el entorno del sistema de locomoción. De está forma se le dotará al robot de una autonomía en los movimiento simples. 6) Elección de un adecuado sistema de potencia basado en baterías de alta eficiencia.

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Robótica en la construcción

Brokk 180, características técnicas

__* ECS = Estabilizador Cuchilla Dozer______ECP = Estabilizador Cuatro Patas

__Datos técnicos____________________________Longitud de transporte sin herramientas............ ….2480 mm ECS* / 2520 mm ECP*Altura mínima de transporte................................... 1342 mmAnchura de transporte..............................................800 mmAnchura de trabajo con las patas bajadas............. ..1200 mm ECS* / 1620 mm ECP*Altura libre.............................................................. 180 mmAncho de oruga.........................................................230 mmLargo de oruga..........................................................1400 mmRadio de trabajo con martillo.................................... 4,55 mPeso total sin herramienta.....................................…...1900 kg ECS* / 1950 kg ECP*Presión superficial en orugas.........................…… 0,040 N/mm2 ECS* / 0,041 N/mm2 ECP*Peso máximo de la herramienta.............................. 230 kg

__ Prestaciones______________________________Velocidad máx. de pivotamiento del brazo............ 10 s/360ºVelocidad máx. de orugas......................................... 2.9 Km/h

__ Sistema Hidráulico__________________________Tipo de bomba................................................................ Carga variablePresión estándar del sistema..................................... 16,5 Mpa

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Flujo................................................................................... 65 l/m

__ Motor eléctrico_____________________________Potencia........................................................................... 18,5 Kw Tensión/Frecuencia....................................................... Según pedidoTipo de arranque............................................................ Arranque suave

__ Sistema de Control__________________________Accionamiento................................................................ Mando a distancia portátilTransmisión de señales............................................... DigitalVía de transmisión......................................................... Cable/radio

Brokk 180 con brazo estándar y cuchilla dozer

Brokk 180 con brazo estándar y estabilizador de cuatro patas

Brokk 180 con brazo telescópico y estabilizador de cuatro patas

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Aplicaciones de los robots Brokk:

DEMOLICIÓN CIVIL

INDUSTRIA NUCLEAR

ACERÍAS Y FUNDICIONES

MINERÍAS

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Utilizando los robots en vez de artefactos manuales, permite hacer el trabajo de forma más cómoda, segura y productiva.Se desarrollan a niveles de ruído mínimas.Al usar electricidad como fuente de energia en vez de combustión produce una emisión casi nula de los gases tóxicos.

Muy utilizado en este sector. Controlado por control remoto. Valorando la seguridad del operario, este puede maniobrar el robot sin necesidad de encontrarse en la misma sala.

Puede realizar multitud de trabajos dentro de la industria de procesos (fundiciones de toda clase, industria de acero...).

Con diversos accesorios puede usarse para la limpieza de escoria, manipulación de escombros y cualquier trabajo en altas temperaturas. El operario se mantiene seguro lejos del alcanze de la máquina. Gran potencia por unidad de peso, un avanzado diseño del brazo permite una gran precisión.

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CEMENTERAS

Accesorios para los robots Brokk

Martillo Cazos y cizallas Pinzas abrazaderas Fresadoras Hidráulico bivalvas

Modelos de robots:

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Para resistir en las condiciones más adversas ya que el trabajo es de gran dureza.De pequeño tamaño para moverse con precisión en espacios reducidos y cuidando al máximo la seguridad del entornoSe utilizan para la demolición de refractario de los hornos y enfriadores. En este sector el tiempo de parada significa muchísimo dinero, y deben ser rapidas y precisas. Son controladas por control remoto, ya que pueden haber crostas a altas temperaturas que al eliminar las capas, podrían derrumbarse.

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Robots de transporte

FLEXITRACK

Robot de transporte económico y ultraflexible-Suministro automático de componentes o módulos en los puestos de montaje o líneas de montaje.-Transporte de los productos puesto a puesto.-Pequeño tren logístico.-La revolución a bajo coste de los flujos logísticos internos. Esta carretilla posee 2 particularidades principales que la privilegian con respecto a cualquier otra solución técnica equivalente: es la más sencilla del mercado desde el punto de vista de instalación y la más económica.Método de guiado en el suelo que utiliza un eficaz sistema óptico. Basta fijar una banda adhesiva en el suelo (o una franja de pintura) para materializar el trazado que debe recorrer la carretilla en la fábrica. El sistema tolera un nivel relativamente elevado de suciedad en la banda de guiado. Total flexibilidad para crear o modificar en cualquier momento nuevos recorridos de la planta sin ninguna intervención por parte del constructor. FLEXITRACK puede almacenar en su memoria hasta 20 recorridos diferentes de 99 etapas cada uno.

Diferentes aplicaciones de estos robots:

Abastecimiento de componentes en líneas de montaje en los constructores y las empresas de sistemas electrónicos del sector del automóvil.

Abastecimiento de componentes en líneas de montaje en el sector de la electrónica.

Transporte automático de bandejas de ropa en la industria textil.

Transporte automático de carretillas tipo “ROLL” en lavandería industrial.

Transporte automático de comida y ropa en el sector hospitalario.

Evacuación automática de paletas de productos acabados desde la cadena de pintura hacia la zona de almacenamiento en la industria de muebles.

Transporte automático de paletas de componentes desde los muelles de descarga hacia la zona de almacenamiento.

Abastecimiento automático de componentes y embalajes, y evacuación de los productos acabados en las plantas de cosméticos.

Soporte dinámico para la P.L.V. en el sector de la gran distribución.

Sistema de preparación semiautomática de pedidos para los sectores de la industria y la distribución.

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Sistema de transferencia de bandejas.

Se encuentras tres gamas diferentes dependiendo de la aplicación y utilización de dicho robot: Master, Facility y Liberty.

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FLEXITRACK MASTER (con capacidad de hasta 1500 Kg.)

Características MO1 MO2 MO3

Carga máxima transportada 1500 kg 500 kg 200 kg

Radio mínimo de giro 700 mm 600 mm 500 mm

Dimensiones 1330 x 760 x 710 960 x 600 x 600 860 x 510 x 480 (Largo x ancho x alto)

Peso (batería incluida) 270 kg 170 kg 110 kg

Sistema de guiado óptico / inductivo

Soporte de guiado Banda adhesiva

Tensión de alimentación 24 volts DC

Velocidad de desplazamiento 2,2 km/h

Autonomía media de carga 15 h

Desplazamiento manual Mediante joystick

Número de circuitos programables 17

Seguridades instaladas en estándar: Radar anticolisión, parachoques, lámpara de destellos.

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FLEXITRACK FACILITY (con capacidad de hasta 300Kg.)

Características M04

Carga máxima transportada 300 kg

Radio mínimo de giro 500 mm

Dimensiones 1370 x 610 x 1080(Largo x ancho x alto)

Peso (batería incluida) 140 kg

Sistema de guiado óptico / inductivo

Soporte de guiado Banda adhesiva

Tensión de alimentación 24 volts DC

Velocidad de desplazamiento 2 km/h

Autonomía media de carga 15 h

Desplazamiento manual Mediante desconexión manual

Número de circuitos programables 17

Seguridades instaladas en estándar: Radar anticolisión, parachoques, lámpara de destellos

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FLEXITRACK LIBERTY (con capacidad de hasta 1500kg.)

Características MO5 MO6 MO7

Cara máxima transportada 150 kg 600 kg 1500 kg

Radio mínimo de giro 600 mm 700 mm 700 mm

Dimensiones 1550 x 650 x 310 1900 x 800 x 350 1990 x 1000 x 365(Largo x ancho x alto)

Peso (batería incluida) 140 kg 340 kg 420 kg

Velocidad de desplazamiento 1,5 km/h 2,5 km/h 2,5km/h

Tensión de alimentación 24 volts DC 48 volts DC 48 volts DC

Sistema de guiado óptico / inductivo

Soporte de guiado Banda adhesiva

Autonomía media de carga 15 h

Desplazamiento manual Mediante joystick

Número de circuitos programables 17

Seguridades instaladas en estándar: Radar anticolisión, parachoques, lámpara de destellos.

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AESOP posicionador endoscópico robotizado.

AESOP es un brazo robotizado activado por voz que automatiza la tarea crítica del endoscopio, asistiendo al cirujano con un control directo sobre una vista lisa, exacta y estable del campo quirúrgico interno. En forma de brazo humano , con siete grados de libertad, nunca se fatiga o malinterpreta los comandos del cirujano.En 1996 se convirtió en el primer robot quirúrgico controlado por la voz.Actualmente va por su cuarta versión.

El sistema de activación por voz es seguro y eficaz ,creado específicamente para el cuarto de funcionamiento, reconoce solamente los comandos específicos de la voz del cirujano. El diseño modular de AESOP es de uso fácil, el brazo robotizado también puede colocar cualquier endoscopio.

El robot puede ayudar a la percepción; además, memoriza una posición o hace la

función de una regla o accede a un punto determinado con gran precisión.

Características principales:.Pesa 18 Kg

.Collar ajustable: de 2mm a 11mm .El montaje de la tabla permite ajustes de funcionamiento durante cirugía. .Interfaces de la CONECTIVIDAD con el otro sitio de funcionamiento y dispositivos quirúrgicos vía centro de control de HERMES. .La ESTABILIDAD DEL CAMPO DE VISIÓN realza ventajas de la visión endoscopica.

. PUERTO VIRTUAL ALFA permite la colocación del endoscopio en procedimientos quirúrgicos abiertos.

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ASESOP forma parte de otros dos proyectos de robotica aplicada en los campos de la medicina

PUERTO VIRTUAL ALFA.

Amplia 15 veces la anatomía quirúrgica en comparación con solamente 3 veces las lupasde vision .Mejoras en el equipo quirúrgico con la iluminación agregada y las imágenes endoscópicas sin obstáculo en los monitores de video .Este estándar se puede utilizar para introducir fácilmente el robot en el quipo.

El brazo robot de AESOP proporciona una constante visión quirúrgica sin obstáculos.La introducción del puerto virtual de la alfa ha ampliado las ventajas de AESOP a los procedimientos abiertos.

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Caraterísticas técnicas:

7 grados de libertad .

Siete grados de libertad aseguran que el endoscopio tenga la visión de la anatomía deseada de una manera segura y eficiente. Tiene 4 motores controlados todos vía voz .

1. Subir-bajar

2. dentro-fuera

3. atrás-adelante hombro

4. atrás-adelante hombro 2 flotante: características de seguridad

5. antebrazo adelante y atrás

6. Muñeca hacia adelante y hacia atrás

7. 1 mecánico: Inclinación del codo + o - 3 grados fijados en ángulo

Control por voz.

HERMES; proporciona el sistema de control, para las capacidades integradas del control de la voz.

Las características mas significativas són:

1.Voz modelada para cirujano individual .

2.Estructuras simples para los comandos .

3.Filtración de ruido de ambiente del interior o del exterior.

4.No reconocimiento de otros patrones de voz.

5.Vocabulario limitado para prevenir la activación indeseada del dispositivo.

6.Micrófono direccional .

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Como en la figura anteriormente expuesta, aparte del proyecto AESOP,existen otros proyectos donde se integran la robótica y la medicina. Un ejemplo de ellos es el proyecto ZEUS.Este proyecto formado por el robot ZEUS.

El Robot denominado "Zeus" se encuentra integrado por 3 componentes: los 3 brazos robóticos, la consola de mando y un software que permite al cirujano seleccionar los factores que utilizará en los movimientos de los brazos a través de la voz. Además cuenta con sensores de tacto que les permite realizar sus movimientos, perfeccionados por el sistema.

El robot posee tres brazos mecánicos, uno de ellos maneja la cámara laparoscópica y su movimiento se rige por la voz del cirujano . Los otros dos sostienen y operan los instrumentos quirúrgicos que a su vez son movidos con suavidad y gran precisión, obedeciendo las órdenes del cirujano que, desde su gabinete de control opera al paciente de manera remota enviando movimientos a través de un sofisticado equipo de cómputo.

Este robot puede trabajar,conjuntamente con los cirujanos y ser controlado a distancia para la realización de las operaciones.El robot , puede recibir órdenes a través de un avanzado sistema de fibra óptica con solo 130 milésimas de segundo de retraso. El cirujano, sentado cómodamente en una silla, da órdenes a

través de una pantalla, un par de palancas de mando y un sistema de transmisión de sonido. Aunque las manos pudiran temblar , “Zeus” realiza movimientos con precisión y estabilidad, pues el ordenador se encarga de hacer las correcciones del caso. En un futuro muy próximo, ningún cirujano hará una operación a un paciente sin antes haberla aprendido muy bien en un sistema de realidad virtual con que contarán todas las escuelas de medicina.

Para mas información adjuntamos archivos pdf referenetes a zeus,hermes,Sócrates en el anexo.

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Futuro en los robots de todo tipo

A pesar de que existen muchos robots que efectúan trabajos industriales, aquellos son capaces de desarrollarr la mayoría de operaciones que la industria requiere. Al no disponer de una capacidades sensoriales bien desarrolladas, el robot es incapaz de realizar tareas que dependen del resultado de otra anterior. En un futuro próximo, la robótica puede experimentar un avance espectacular con las cámaras de televisión (ejemplo de aparato sensorial), más pequeñas y menos caras, y con las computadoras potentes y más asequibles. Los sensores se diseñarán de modo que puedan medir el espacio tridimensional que rodea al robot, así como reconocer y medir la posición y la orientación de los objetos y sus relaciones con el espacio. Se dispondrá de un sistema de proceso sensorial capaz de analizar e interpretar los datos generados por los sensores, así como de compararlos con un modelo para detectar los errores que se puedan producir. Finalmente, habrá un sistema de control que podrá aceptar comandos de alto nivel y convertirlos en órdenes, que serán ejecutadas por el robot para realizar tareas enormemente sofisticadas.Si los elementos del robot son cada vez más potentes, también tendrán que serlo los

programas que los controlen a través de la computadora. Si los programas son más

complejos, la computadora deberá ser más potente y cumplir nos requisitos mínimos

para dar una respuesta rápida a la información que le llegue a través de los sensores del

robot.

Recientemente han irrumpido varios roles nuevos para los robots. A diferencia de los tradicionales robots fijos de manipulación y fabricación, estos nuevos robots móviles pueden realizar tareas en un gran número de entornos distintos. A estos robots no industriales se les conoce como robots de servicios.Los robots de servicios proporcionan muchas funciones de utilidad, se emplean para el ocio, la educación, fines de bienestar personal y social. Por ejemplo, hay prototipos que recorren los pasillos de los hospitales y cárceles para servir alimentos, otros navegan en oficinas para repartir el correo a los empleados. Los robots de servicios son idealmente adecuados al trabajo en áreas demasiado peligrosas para la vida humana y a explorar lugares anteriormente prohibidos a los seres humanos. Han probado ser valiosos en situaciones de alto riesgo como en la desactivación de bombas y en entornos contaminados radioactiva y químicamente.Negociadores, enfermeros, perros o gatos son algunas de las formas que vienen tomando los robots prefigurando un futuro hasta ahora sólo visto en las películas de ciencia ficción.

Desde sofisticados perros cibernéticos (Aibo), pasando por gatos sintéticos hasta robots diseñados para cuidar de enfermos o encargarse de negociaciones financieras; estas son algunas de las soluciones que ya están en funcionamiento o llegarán en pocos años,

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Robotrónica

transformando notablemente la forma en cómo se hacen las cosas, al igual que las nuevas tecnologías han hecho en tantos y tantos ámbitos.Desde hace ya décadas en el imaginario colectivo aparece la figura del robot como complemento ideal en las tareas más diversas. El propio vocablo, que proviene del húngaro robota, quiere decir esclavo, alguien que descarga de tareas pesadas. Los robots están presentes en multitud de sectores industriales, pero todavía está por venir la revolución dentro del hogar, por mucho que se empeñen los electrodomésticos inteligentes.La idea de tener un mayordomo, una gobernanta o una enfermera sintéticos cuidando del hogar o de una persona ha ilustrado cientos de películas; se trata de una imagen de lo más seductora, aunque el coste de adquisición y la adaptación necesaria a los cada vez más reducidos hábitat urbanos siguen siendo un obstáculo. A pesar de esto, con el nuevo siglo han llegado importantes novedades en este sector que prefiguran una realidad hasta ahora digna de ciencia ficción. Uno de los sectores donde la robótica parece haberse convertido en un aliado indispensable es el médico.

Este crecimiento revolucionario en el empleo de robots como dispositivos prácticos es un indicador de que los robots desempeñarán un importante papel en el futuro. Los robots del futuro podrán relevar al hombre en múltiples tipos de trabajo físico.

Enfermeros sintéticosDe la mano de Pyxis Corp, cien hospitales de EE.UU. ya ven circular por sus pasillos el HelpMate (compañero de ayuda), un robot capaz de transportar equipamiento médico, comida y medicamentos, descargando de este trabajo a las enfermeras. HelpMate pesa 180 kilos, es capaz de recordar más de 30 destinos y todo sin perderse gracias a su sónar y sensores de infrarrojos. Cuando va a moverse emite mensajes hablados como voy a moverme, por favor tome distancia" y si alguien interrumpe su camino, se detiene y busca vías alternativas, y en el caso de que no consiga pasar, se detiene y emite un claro "mi camino está bloqueado. Además, su estructura incorpora contenedores que pueden cargarse con medicinas, cada una etiquetada con un código de barra que incluye la información del paciente que debe recibirlas.Flo es todo un logro: un prototipo de androide destinado al cuidado y compañía de ancianos y enfermos. Y sus creadores, un grupo de científicos norteamericanos, están bastante satisfechos con la versatilidad de su criatura. La meta: fabricar una suerte de robot médico, amistoso, móvil y autosuficiente. Después de varios ensayos y errores, el profesor Sebastian Thrun –cabeza del grupo– y sus colegas dieron a luz a su ansiada “Nursebot” (“enfermera robot”), a la que bautizaron Florence (seguramente como homenaje a Florence Nightingale), y que pronto se ganó el apodo de Flo. Más allá de su aspecto un tanto ridículo, el androide parece ser realmente eficiente. Fea, pero útil. Mide algo más de un metro, su cuerpo es pasablemente cilíndrico, y tiene una pechera metálica que lleva incrustado un monitor. Abajo, esconde unas rueditas. Y arriba, remata con una cara: ojos redondos y una bocaza enmarcada por unos labios nada sutiles. Eso sí: tiene un respetable cerebro electrónico (al fin de cuentas, es una computadora móvil). Pero bueno, su aspecto es lo de menos. Lo realmente importante son sus aplicaciones: Flo está especialmente diseñada para servir como apoyo y compañía a personas internadas en hospitales y, especialmente, a ancianos que viven solos en sus casas. Entre otras cosas, puede tomar el pulso y la presión de sus pacientes, llevar y traer toda clase de objetos, abrir y cerrar puertas, encender aparatos, e inclusive,

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destapar botellas (tareas especialmente útiles para personas que sufren de artrosis agudas). Pero ahí no se acaban sus virtudes. Una de las prioridades de sus fabricantes era que Flo hablara y sirviera de compañía a gente que la necesita. Flo no sólo habla, sino que también es un buen ayudamemoria para sus dueños: les avisa cuando hay que tomar tal o cual remedio, que ya es la hora de irse a dormir, o que no deben olvidar la visita al médico. Y así, muchas otras cosas, como sus cordiales e infaltables saludos, algo repetitivos por cierto. Otra de las premisas de los investigadores era lograr una “telepresencia” realmente efectiva, significa que el robot actúe como un puente que conecta a la persona con los médicos (u otros especialistas). Ese enlace se realiza vía Internet. Y la imagen y la voz del médico aparecen en la pantalla que Flo lleva orgullosamente en su pecho. Así, el paciente puede “escuchar” los consejos del doctor.

Otro ejemplo es Pearl, un robot enfermero que forma parte del proyecto Nursebot, de las universidades Carnegie Mellon y de Pittsburgh (EE.UU.). El objetivo de sus creadores es desarrollar robots personales, móviles y autónomos que asistan en la vida diaria de las personas ancianas que sufren enfermedades crónicas. Pearl es capaz de recordarles cuándo tomar sus medicamentos, alertar si alguno sufre una caída y proporcionar un enlace electrónico entre médico y paciente utilizando Internet. Con esto se pretende que en el futuro los médicos puedan realizar videoconferencias con sus pacientes para controlar sus tratamientos. En el caso específico de Pearl, el robot es capaz de evaluar ciertas condiciones del paciente como la presión o el ritmo cardiaco de forma autónoma y enviar los datos al doctor de forma periódica. El enfermero sintético también ayuda a los enfermos a desplazarse e, incluso, interactúa socialmente con ellos, gracias a una pantalla en la que despliega mensajes.

Un robot similar ha sido construido por la empresa japonesa Matsushita, y es capaz de tomar la temperatura del paciente, su tono muscular, pulso y otras variables gracias a

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PEARL

Robotrónica

una serie de sensores específicos que incorpora. Una vez reunidos, es capaz de enviar todas estas variables a través de telefonía celular a un centro médico para que sean revisados.

Se espera que en unos cinco años la mayoría de estos robots sean comercializados.

Robots en el cuerpoUn equipo de científicos del Imperial College de Londres ha creado un par de robots con sorprendentes capacidades. El primero es capaz de tomar muestras de sangre: golpeando suavemente el brazo ;como hacen las enfermeras de carne y hueso desde hace décadas-, este robot es capaz de determinar la posición de las venas por la respuesta de los tejidos y así proceder a la extracción. Según los expertos, este mecanismo le otorga gran precisión, aunque advierten que la decisión final del pinchazo debe ser tomada por un operador. Los creadores han señalado que el robot puede ser muy útil para niños y personas obesas, ya que puede discriminar entre la diferencia de grosor o la profundidad a la que se encuentra una vena. A futuro también podría ser usado por personas que deben inyectarse periódicamente como los diabéticos, que requieren encontrar nuevas venas.Más sofisticado es el modelo cirujano, un robot capaz de realizar incisiones en el cuerpo humano y retirar tejidos. El invento es una creación del Profesor Brian Davies quien afirma que su "interés por la aplicación de robots a la medicina empieza a principios de los 70 cuando se les dotaba a las víctimas de la talidomida de extremidades hidráulicas para que pudieran valerse". La lista de creaciones se completa con PROBOT, un sistema para desobstruir la próstata sin cirugía o ACROBOT, un robot cirujano que puede ser controlado remotamente por el médico y que ofrece una precisión mucho mayor en intervenciones a pequeña escala de la que es capaz de conseguir cualquier humano. La lista de inventos robóticos aplicados a la cirugía es verdaderamente amplia en este centro británico y puede verse aquí.Neurocientíficos de todo el mundo están avanzando rápidamente en el desarrollo de prótesis y brazos robóticos controlados por el pensamiento de personas paralizadas o a las que han sufrido la amputación de una extremidad.El principal escollo a salvar para que el cuerpo humano se comunique con miembros artificiales es la interpretación de las señales eléctricas.Aún así ya se han conseguido resultados sorprendentes como en el caso del trabajo que desarrolla el doctor Miguel Nicolelis, de la Universidad de Duke (EE.UU.): hace poco más de un año, sus investigaciones dieron la vuelta al mundo al lograr que un mono moviera con el pensamiento un brazo robótico ubicado a 950 Km. de distancia. Esto gracias a electrodos insertados en su cerebro y conectados a un computador.El robot Atila (robots mosquito) cuya estructurra es de 1’6 kg y 6 patas, lleva 24 motores, 10 computadores y 150 sensores, incluida una cámara de video en miniatura. Provistos de minúsculos escalpelos, podrán arrastrarse por el ojo o las arterias del corazón para realizar cirugía...vivirán en las alfombras sacando continuamente el polvo partícula a partícula. Infinidad de ellos cubrirán las casas en vez de capas de pintura, obedeciendo la orden de cambiar cada vez que se nos antoje un nuevo color. En operaciones delicadísimas como las de cerebro, el robot puede aportar mayor fiabilidad. Últimamente, se ha logrado utilizar estas máquinas para realizar el cálculo de los ángulos de incisión de los instrumentos de corte y reconocimiento en operaciones cerebrales; así mismo, su operatividad se extiende a la dirección y el manejo del trepanador quirúrgico para penetrar el cráneo y de la aguja de biopsia para tomar

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muestras del cerebro. Estos instrumentos se utilizan para obtenerr muestras de tejidos de lo que se suponen tumores que presentan un difícil acceso, paro lo que resulta esencial la intervención del robot.

Perros y másEn otro orden de cosas y mucho más cerca de la cotidianeidad están las mascotas sintéticas. Aunque hubo intentos anteriores, lo cierto es que el primer robot doméstico que de veras asombró al mundo fue el Aibo. Lanzado como prototipo por Sony en junio de 1999 y como producto comercial al año siguiente, este perro sintético fue especialmente creado para hacer compañía y, como tal, emula mucho a sus homólogos de carne y hueso. El "bicho" entendía órdenes verbales simples, reconocía diferentes voces y era capaz de aprender hasta 50 nuevas órdenes verbales. Dotado de 20 juntas motorizadas, sus movimientos se asemejaban admirablemente al de cualquier perro real, incluso a la hora de levantar la pata para hacer sus supuestas necesidades.Visto el éxito que ha tenido el Aibo, Sony ha decidido recientemente lanzar nuevos modelos lo que ha provocado la bajada de los modelos conocidos. Desde fuera, la mayor diferencia entre las nuevas y viejas generaciones es que incorporan el ERS-31L, que está basado en los modelos Latte y Macaron &endash;que recuerdan un bulldog. El modelo ERS-210A y el 220A cuenta ahora con un procesador mucho más rápido que trabaja a 384 MHz, el doble de la generación anterior.

Robot humanoide: Honda, que además de motos y coches fabrica robots industriales, decidió dar muestras de sus nuevas inquietudes hace unos meses con el ASIMO (un nombre que significa en japonés “piernas”), un robot humanoide sucesor del P3. Es capaz de detectar obstáculos y de realizar acciones tan cotidianas como encender luces, abrir cerraduras y colocar objetos en superficies planas. No está a la venta pero sí en alquiler para eventos especiales.

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AIBO CONPATINETE

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Robot guardián: Evolution Robotics' ER1; es un robot guardaespaldas capaz de velar por la seguridad del hogar. Lejos del sofisticado compendio de servomecanismos y sensores, este aparato tiene un precio de 499 dólares y consta un chasis que se adapta a

la mayoría de portátiles del mercado; utilizando los recursos del PC, incorpora un software de control, una webcam y un par de ruedas motorizadas &endash;que se alimentan de la batería del portátil- para crear un curioso androide. El secreto de su utilidad reside en el software, que es capaz de interpretar las imágenes que capta la webcam, interpretarlas y dar las correspondientes alertas en caso de necesidad; este proceso también le sirve para moverse con soltura por toda la casa y para distinguir estancias y personas.Un nuevo robot llamado Banryu, de la compañía Sanyo Electric , con forma de dragón diseñado para la seguridad hogareña. La máquina, capaz de rugir y perseguir a extraños, funcionará además como detector de incendios. Este autómata mide un metro de largo, pesa 40 kilos y puede deslizarse gracias a sus cuatro patas a una velocidad de 15 metros por minuto. El robot cuenta con una microcámara que permite a los usuarios vigilar su casa en forma remota.

Robot negociador: Las negociaciones entre empresas cambiarán posiblemente en unos años gracias a la implantación de robots; de semanas o incluso meses de regateos y propuestas, las negociaciones entre empresas verán su tiempo notablemente reducidas gracias al empresa de sistema robotizados capaces de negociar entre sí y permitirá a la empresas de todo el mundo ahorrar mucho tiempo, ya que la capacidad de procesos de estos sistemas permite evaluar multitud de propuestas en un segundo "o como máximo en cinco minutos". El secreto para llegar al mejor acuerdo será la personalización, es decir, que las empresas enseñen a sus negociadores artificiales cuáles son sus intereses y márgenes de maniobra y a partir de ahí el resto es puro proceso.

Robots del hogar: Una parte importante de la vida en comunidad del ser humano se desarrolla alrededor de su familia. Es este entorno precisamente el escenario de las aceleradas transformaciones que se viven en la actualidad, principalmente en el ámbito tecnológico, y que afectan la manera en que las personas se relacionan entre sí y con el ambiente circundante. De allí que los hogares evolucionen con igual rapidez para ajustarse en las nuevas condiciones de vida existentes. Pero mientras se hace realidad el mayordomo de lata perfecto, algunos electrodomésticos van mejorando poco a poco para simplificar estas tediosas tareas. En la casa del futuro se podrían interconectar todos los electrodomésticos mediante una red inalámbricca comunicándose entre sí y con los sistemas de control y de seguridad; De esta manera, la nevera podría decirle al

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ASIMO

BANRY

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televisor que la fecha de expiración de la leche que se encuentra en su interior es el día siguiente para que el televisor a su vez se lo comunique al ama de casa que se encuentra viendo un programa en esos momentos. De la misma forma la lavadora se conectaría vía internet con el proveedor de la prenda que tiene en su interior para averiguar las cantidades de detergente, la temperatura del agua y el ciclo de lavado que ha de utilizar para lavar la prenda. También el timbre de la puerta al ser oprimido sería capaz de solicitar a una minicamara que tome una foto de la persona que se encuentra enfrente, para enviarla al teléfono celular de los dueños de casa que se encuentran ausentes. Mientras el cepillo de dientes es usado, este podría recoger muestras que serían analizadas remotamente en un hospital con el cual se comunica dicho cepillo y así supervisar el estado de salud de la persona.IRobot ha creado Roomba una aspiradora robot que funciona sin la ayuda del ser humano. Basta con colocarla en una habitación, apretar un boton, y comenzará a limpiar desplazandose en espiral y esquivando los obstáculos. Ha sido diseñada como una combinación de las partes tradicionales de una aspiradora, como cepillo y ruedas, con chips computarizados y sensores que le permiten detectar las paredes, y las salidas cuando queda atrapada entre las patas de las sillas u otros obstáculos. El tiempo que le toma a Roomba para limpiar una habitación depende de su tamaño. Si se trata de un cuarto pequeño demora 15 minutos, mientras que si se trata de uno grande, lo hace en 45.

Robots autoconfigurables: Los robots que se reconfiguran a sí mismos pueden modificar su forma externa sin intervención humana. Pueden emular cualquier modelo de locomoción ( ruedas, patas, orugas ) y tener, en consecuencia, la capacidad de todos y cada uno de ellos. Han aparecido en escena tres tipos distintos de robots autoconfigurables: los que se reconfiguran siguiendo un esquema en cadena, los reticulares y los móviles. Todos estos robots cambian de forma utilizando unidades individuales que los especialistas en el tema denominan "átomos". Cada uno de estos "bloques inteligentes" tiene ciertas aptitudes para realizar cómputos, operar como sensor y comunicarse. Los módulos pueden desacoplarse, moverse en forma independiente y conectarse entre sí formando nuevas configuraciones.Las perspectivas que ofrecen estos robots no tienen límite. Podrían transformarse en edificios que se autoconstruyen, permitirían llevar a cabo operaciones de cirugía menos invasivas o abrirse camino entre pilas de escombros para buscar y rescatar personas.

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ROOMB

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El Centro de Investigaciones de Xerox ha desarrollado un robot modular que ha

bautizado con el nombre de PolyBot. Está formado por una cadena de bisagras simples

que pueden alterar su forma transformándolo en una serpentina o una araña con patas

capaz de avanzar a través de un terreno rocoso con muchos desniveles.

Los robots que se reconfiguran ofrecen tres ventajas: son versátiles, muy sólidos y podrían producirse en masa a bajo costo. No obstante, la construcción de estos robots plantea algunos problemas formidables: son muy difíciles de controlar y suelen estar formados por millones de componentes que pueden fallar. Además, también plantean muchos problemas en el ámbito de la computación, tales como la dificultad de diseñar una unidad fundamental de tamaño pequeño que tenga sin embargo las capacidades básicas, así como hacer un proceso de desarrollo de los controladores que vaya de lo más simple a lo más complejo y termine en un comportamiento global conveniente.

Los nanorobots, robots formado por millones de moléculas, que sin duda existirán como

consecuencia de los avances en genética-nanotecnología-robótica (GNR). La

nanotecnología estudia los objetos de tamaño nanométrico (1 nanometro es la mil

millonésima parte de 1 metro) y permite manipular los átomos uno a uno para formar

distintas configuraciones y hacerlos reaccionar para formar compuestos moleculares con

propiedades y funciones pre-establecidas.

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La Nanotecnología avanza día a día en las técnicaas de manipulación y fabricación de nuevos objetos de tamaño nanoscópico con funciones específicas. También se están consiguiendo avances importantes en aplicando con éxito en biología molecular.

Historia y tecnología de los robots honda.(P1,P2,P3)

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Las funciones del robot humanoide de Honda fueron definidas como sigue: Un sistema operacional que autónomamente realiza tareas típicas en circunstancias conocidas, y si se requiere de una operación extraordinaria en circunstancias desconocidas, el robot puede realizarlas con el apoyo de un operador.

El primer prototipo, el P1, medía 1915 mm y pesaba 175 kg. El P1 fue desarrollado para identificar la forma más apropiada de los movimientos síncronos de brazos y piernas. Siendo así, el prototipo no disponía de una fuente de alimentación integrada. Con el P1, se consiguieron las funcionalidades básicas, incluyendo que el robot pudiera activar y desactivar interruptores, llevar cosas en las dos manos y abrir puertas con tiradores. También se consiguió sincronizar los movimientos entre las piernas y los brazos. Al P1 le siguió un prototipo autónomo de robot humanoide, el P2, donde se adoptaron técnicas wireless. El P2, el cual medía 1820 mm y pesaba 210 kg, llevaba un computador, una unidad motora, batería y aparatos de comunicación por radio dentro del cuerpo. Este robot más sofisticado podía conseuir movimientos libres, subir y bajar escaleras y empujar un vehículo, todas estas funciones se le indicaban a través de señales de radio. Naturalmente, el nivel de autonomía que presenta el P2 es mayor que el del P1. La versión del robot es el prototipo P3, el cual fue terminado en Septiembre de 1997. Los esfuerzos por reducir el tamaño tuvieron como fruto un diseño más compacto y ligero, que medía 1600 mm y un peso de 130 kg.

Su versión mas reciente se trata de ASIMO,el cual será descrito posteriormente.Especificaciones de P2 y P3

Estructura de P3 Estructura P2

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Evolución de los modelos de robots honda:

En este evolución se ve claramente que el inicio de la tecnología de los robots honda, esta basada en teoría de los robots bípedos.Esta teoría es la base de la estabilidad de los robots,para aclarar un poco esta idea introduciremos a continuación algunos de los conceptos básicos, en los cuales basan su tecnología los diseñadores de honda.

Estudio sobre las funciones de los pies y piernas de los Robots

1) Movimientos de las uniones piernas/pies al caminar

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Se ha descubierto que no se produce ningún efecto significativo al caminar incluso sin "dedos" en los pies. Se asegura una estabilidad mayor mediante las secciones base de los dedos de los pies y las áreas de unión. Sin las puntas de los pies, uno no puede sentir el contacto con la superficie, siendo vulnerable a tambaleos hacia delante y hacia atrás así como volviéndose más inestable al atravesar diagonalmente una superficie inclinada. También es imposible subir y bajar escaleras sin juntas de rodilla. La ausencia de cadera hace que el caminar autónomo sea extremadamente difícil. Como resultado de esta investigación se optó por integrar cadera, rodillas y puntas de los pies en el robot humanoide.

2) Alineamiento de las juntas

Se determinó el alineamiento de las juntas de forma que fuera "equivalente" a la estructura del esqueleto humano.

3) Rangos de movilidad de las juntas

Los rangos de movilidad de las juntas al caminar fueron definidos de acuerdo con las medidas tomadas durante las pruebas en superficies planas y escaleras.

4) Dimensiones, pesos y centros de gravedad de cada pierna y cada parte del pie.

Los centros de gravedad de cada parte fueron determinados en referencia a los del cuerpo humano.

5) Rotación de las juntas al caminar.

La rotación de las juntas fue optimizada a partir de medidas tomadas del cuerpo humano al andar y los vectores de reacción al contacto con la superficie.

6) Sistemas sensoriales requeridos para andar.

Nuestro sentido del equilibrio está asegurado por tres mecanismos sensoriales. Se detecta la aceleración a través de statolitos. Tres canales semicirculares detectan la velocidad angular. La "Bathyesthesia" suministrada por los músculos y la piel es la responsable de la detección de los ángulos, velocidad angular, dinamismo muscular, presión en las plantas y sensación de contacto. También es importante su sentido visual, que soporta y a veces compensa el sentido del equilibrio, así como también suministra información requerida para el correcto caminar. Como resultado de esto, el robot debe incorporar sensores de fuerza gravitacional y sensores de 6 ejes para detectar las situaciones de los pies y piernas al caminar, y medidor de inclinación y sensores de medición de ángulo de las juntas para conocer la postura general del robot.

7) Impacto de apoyo al caminar.

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Un humano mide la fuerza con la que pisa usando una combinación de estructuras y funciones de movimiento, que incluyen piel suave, tobillos y muchas estructuras compuestas por muchos huesos en las puntas de los pies, que miden la presión cuando la planta toma contacto con el suelo. Estudios sobre el caminar humano revelan que la reacción con la superficie tiende a incrementarse cuando se incrementa la velocidad con la que se camina. Cuando se camina a una velocidad de entre 2 y 4 Km/h, el peso que soporta la articulación pierna/pie es aproximadamente de 1.2 a 1.4 veces el peso del cuerpo, relación que se incrementa hasta 1.8 veces cuando se camina a una velocidad de 8 Km/h. El robot debe disponer de similares mecanismos de absorción de impacto y esto se llevó a cabo a partir del control preciso de cada componente, ya que imitando la estructura humana se deterioraba la estabilidad del robot. Se determinó la estructura de las piernas y pies basándonos en resultados analíticos.

Desarrollo del robot bípedo

Basado en el diseño de un prototipo que fue fabricado para el estudio de las funciones de los pies y las piernas se establecieron tres requerimientos a satisfacer:

Velocidad al andar correspondiente a la del hombre (p.e., 3km/h). Proveer soporte estructural para los mecanismos comentados anteriormente. Ser capaz de subir y bajar escaleras normales. El programa comenzó con una forma de caminar estática (el centro de gravedad se mantiene entre la base que soporta las piernas. Pasos pequeños y velocidad pequeña.), después se cambió por una forma de caminar dinámica (el centro de gravedad está fuera de la base que soporta las piernas. Balanceos intencionados), el factor dominante en la forma de caminar humana. Naturalmente, el programa de la forma de andar del robot cumplía con las especificaciones

obtenidas a partir de la forma de andar humana. Este programa fue introducido en el sistema de control del robot. El programa de estudio continuado permitió gradualmente una determinación de las especificaciones, las cuales fueron seguidas por el afianzamiento del modo de caminar dinámico supervisado y posteriormente por el modo de caminar autónomo.

Andar autónomo

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El siguiente paso lógico fue llevar a cabo un programa de investigación y desarrollo para la forma de caminar autónoma. El robot que se desarrollara en las siguientes etapas debería ser capaz de caminar a través de superficies onduladas, baches, superficies inclinadas, escaleras y otras superficies más estables sin el riesgo de caerse. Los retos técnicos para asegurar la estabilidad del robot se muestran en los siguientes puntos: --Una tecnología de control para facilitar los apoyos sin que el robot sea afectado por las imperfecciones de la superficie. Esta función debería estar asegurada por los mecanismos de control general del robot. --Una estrategia de control de la postura para devolver al robot a una posición estable cuando se desequilibre. --Una estrategia de control variable y adaptativa que ponga el pie en el punto exacto de apoyo de acuerdo con las circunstancias. Se inteto terminar cada tecnología antes de combinarlas para asegurar la autonomía y el correcto funcionamiento de cada una de ellas.

Claves técnicas de la estabilidad al caminar

Una persona intenta recobrar su postura aplicando una presión en determinadas partes de la planta del pie para evitar caerse mientras anda y mientras está de pie. Si juzga que la presión aplicada no es suficiente, puede cambiar la posición del centro de gravedad mediante un movimiento de su estructura y/o un paso atrás. Se necesita una acción similar para el robot con el fin de mantener la estabilización de la postura.

Principios básicos para el control de la postura

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El robot está básicamente controlado para seguir el ángulo de las juntas que corresponden con un patrón específico de la forma de caminar. La fuerza resultante de la inercia y de la gravedad es determinada por lo que llama en la figura "target overall inertia.". El punto en el que el momento del vector "target overall inertia" es 0 se define como "target ZMP". La fuera combinada entre el suelo y las plantas de los pies se llama "reacción general real con el suelo". El punto donde el momento del vector de reacción general real con el suelo es 0 se conoce como punto central de la reacción general real con el suelo. El "target ZMP" de la figura se corresponde teóricamente con este punto cuando el robot camina. Los dos puntos, de todas formas tienden a diferir en la realidad por los efectos de los baches y de las inclinaciones, incluso cuando la postura que forma la mitad superior del cuerpo con el punto y el ángulo de la junta está bien calculado con respecto al punto. Bajo estas condiciones, hay una diferencia en la línea de acción resultante entre la reacción con el suelo y el punto de acción del "target overall inertia". Esto nos lleva a la generación de un par de fuerzas, las cuales actúan sobre el robot inclinándolo. Este par de fuerzas está definido como un momento de fuerza de caída, uno de los problemas más difíciles antes de asegurar un control estable en la forma de caminar. La estrategia de Honda está basada en una concepción innovadora para hacer el mejor uso posible del momento de fuerza de caída. De forma más específica, la diferencia emtre el "target ZMP" y el punto central de reacción general real con el suelo está controlada dinámicamente a través del uso del momento de fuerza de caída. La inclinación del cuerpo se compensa así mediante este momento, que originalmente es un factor problemático en el control de la postura.

El robot ASIMO

Mide 1,20m,el hombro de ASIMO está en la altura de 910m m y su medida interior de la pierna es 610mm para que así pueda subir y bajar escaleras con una altura de 180mm.La anchura de sus hombros es 450mm para que pueda pasar fácilmente a través de las puertas. El peso de ASIMO se ha reducido a 43kg. Según la versión 1999 de la investigación ya mencionada por el ministerio japonés de la educación, el peso medio de un niño de 7 años está entre 21.3kg (niño) y 21.7kg (niña). De su peso, 7.7kg la batería. P3, en contraste, era 160cm de alto y pesaba 130kg. Pero hecho de piezas de magnesio el peso de ASIMO fue reducido aproximadamente 20%. El procesador usado para la unidad de control fue desarrollado por ellos mismos y tiene una capacidad que computa cerca de tres veces un ordenador personal de los actuales.

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"i-WALK (sistema inteligente de marcha)" la tecnología también fue convertida para ASIMO, puede predecir y controla el movimiento siguiente. Convencionalmente, el caminar derecho y el dar vuelta sobre el terreno fueron controlados como diversos patrones del movimiento.P3 tenia que parar cada vez que hacia un movimiento.En el caso de, i-WALK sin embargo, es posible hacer una predicción en tiempo real de cómo el equilibrio cambiará cuando. Es también posible cambiar la velocidad de caminar sin parar.ASIMO podría cambiar su estilo de caminar, de pasos grandes cortos, a pasos grandes más largos. La velocidad media que camina es 1.6km/h max.

Aunque en el sitio de trabajo era necesario manipular P3, ASIMO puede hacer para caminar derecho, camina al revés, camina de lado, camina diagonalmente, gira el punto o camina alrededor de una esquina usando un regulador portatil. Usando un botón en la unidad de regulador, ASIMO puede hacer gestos registrados tales como sacudir las manos, agitando ambas manos, agitando solamente un mano.

ASIMO es mas avanzado que P3 en los tres siguientes aspectos:

(1) ASIMO es más pequeño y pesa menos (2) ASIMO puede caminar más naturalmente (3) ASIMO tiene brazos que se mueven más dinámicamente así como los

dedos que se mueven más delicados.

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Características básicas:

ASIMO tiene 26 grados de libertad que le ayudan para caminar y para realizar tareas. Un grado de libertad es la capacidad de moverse a la derecha y a la izquierda o hacia arriba y hacia abajo. Estos grados de libertad actúan como los empalmes humanos para el movimiento y la flexibilidad óptimos. ASIMO tiene dos grados de libertad en su cuello, seis en cada brazo y seises en cada pierna. 26 servo motores para la realización de los diferentes movimientos.

"grados de la libertad" (DOF). Cabeza :[rotación, up/Down = 2 (de cabeceo) DOF ] hombro: Forward/Backward,Left/Right, Rotación = 3 Dof;Codo: Forward/Backward = 1 Dof; Muñeca: Rotación = 1 Dof; Mano: Agarrar = 1 DOF (no cuenta los empalmes para los 5 dedos de flexión) entrepierna: Rotación, Forward/Backward, Left/Right = 3 Dof;Rodilla: Forward/Backward = 1 Dof; Pie: Forward/Backward, Left/Right = 2 DOF Total [ cabeza (2) + brazos y manos (6 x 2 = 12) + piernas (6 x 2 =12) = 26 DOF ]

ASIMO es accionado por una batería de hidruro de metal de níquel 40V. ASIMO puede funcionar aproximadamente 30 minutos con una sola batería. Lleva cerca de 4 horas la recarga, aunque la batería puede ser cambiada fácilmente.

La velocidad que camina ASIMO se fija actualmente 1.6 kilómetros por hora. Robots anteriores de Honda (E4) podían caminar a 4.8 kilómetros por hora.

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Sensores y movimientos

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Cuando los seres humanos caminamos rectos, y comenzamos a dar vueltas a una esquina, cambiamos nuestro centro de gravedad hacia el interior de la vuelta.Gracias a la nueva tecnología i-walk , ASIMO, puede predecir su movimiento siguiente en tiempo real y cambiar de puesto su centro de gravedad con anticipación.

ASIMO camina almacenando patrones que en tiempo real pueden cambiar el ángulo de la colocación del pie y dar la vuelta . Consecuentemente, puede caminar suavemente en muchas direcciones. Además, el paso grande (tiempo por paso) se puede también cambiar.

Puede ser controlado desde un controlador portátil o desde el mismo sitio de trabajo:

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El robot SDR-4xIntroducción.

SDR-4X, es la referencia de un nuevo prototipo de robot que la casa Sony ha desarrollado en sus laboratorios y que ha exhibido recientemente a la prensa mundial.Después de su experiencia comercial con la familia Aibo, robots con forma canina, ahora son los humanoides, es decir robots bípedos y con características similares a las de los seres humanos, las nuevas máquinas que planea desarrollar para comercializar.El SDR-4X, puede desarrollar diferentes actividades de entretenimiento como cantar y bailar, así como reconocer humanos gracias a sus siete micrófonos ubicados en su cabeza que le permiten detectar el origen de los sonidos que lo rodean y a sus dos cámaras de video, que funcionan como ojos, con las que puede interactuar con su

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entorno.

Para su funcionamiento, tiene que estar conectado a través de una red inalámbrica a un ordenador, pero su evolución, a partir de modelos anteriores le ha permitido mayor autonomía y capacidad de interacción con su entorno, evitando obstáculos y comportándose de manera más fluida en los espacios por donde circula.

Su tamaño de apenas 60 centímetros, también lo hacen ver muy inofensivo, pero de todas maneras es muy atractivo para muchos públicos que desean tener lo último en tecnología y que podrían encontrar en un robot, una compañía adecuada y entretenida.Un poco de historia

El SDR-4X, deriva su nombre de las siglas Sony Dream Robot, o en español Robot Soñado por Sony y sus orígenes se remontan al año de 1997, cuando esta empresa comenzó a desarrollar prototipos más cercanos a lo que un robot de entretenimiento debe parecer. Los científicos que concibieron este nuevo compañero de diversión son los japoneses Tatsuzo Ishida y Yoshihiro Kuroki.

Pero antes de hacer cualquier intento por colocar al SDR-4X fuera de las exhibiciones no comerciales, Sony presentó los primeros robots Aibo a finales de 1999, convirtiéndolos inmediatamente en un suceso histórico.

En esto, Sony ha seguido una tendencia diferente a la que se ha trazado Honda, por ejemplo, con su robot de exhibiciones conocido como Asimo, el cual está concebido para que termine ayudando a los humanos con sus tareas cotidianas.

El SDR-4X, cuenta con avances interesantes en comparación con los SDR-3X y sus predecesores, como puede ser un mejor reconocimiento de voz gracias al uso de un control continuo de reconocimiento de voz y una mejor capacidad de movimiento de sus 38 articulaciones, gracias al sistema de control integrado adaptativo en tiempo real, que le permite moverse mejor y a sus cámaras mejoradas.Algunas imágenes de SDR-4X:

Mejorando el rendimiento de los pequeños servomotores que accionan cada articulación, un nuevo y recién desarrollado Sistema Integrado Adaptable de Control

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en Tiempo Real controla un total de 38 articulaciones del robot en tiempo real, basándose en información de tiempo real obtenida a través de diferentes sensores. Además de esa tecnología, la capacidad de caminar sobre superficies irregulares o embaldosadas y un control que retiene la postura contra las presiones externas permiten que el robot ejecute movimientos más avanzados. Adicionalmente, el pequeño robot adquiere una marcha más estable y flexible gracias a un sistema que genera pautas de marcha en tiempo real, por ejemplo ritmo de avance y ángulo de rotación, según las diferentes situaciones.

Esta dotado de dos cámaras con CCD a colores para reconocer imágenes, el SDR-4X puede detectar la distancia entre él y un objeto, procesando la paralaje de ambas cámaras. Éstas permiten que el robot perciba el contorno de un objeto y la distancia que lo separa del mismo para producir automáticamente una ruta que lo eluda.

El SDR-4X puede reconocer a un individuo utilizando la imagen facial delantera , capturada por la cámara a color. El robot puede detectar también la dirección de una fuente de sonido y reconocer a un individuo que habla utilizando los siete micrófonos incorporados en su cabeza. Por otra parte, el

pequeño robot puede sincronizar su procesamiento de datos con un ordenador conectado externamente usando funciones de comunicación incorporadas mediante una red inalámbrica apacidad y el uso de varios vocabularios le permiten reconocer el habla en forma continua.

Características principales del prototipo "SDR-4X

1) Control integrado adaptable del movimiento en tiempo real.

El Control Integrado Adaptable ocurre en tiempo real y permite no sólo que el SDR-4X camine por superficies irregulares o embaldosadas, sino también que retenga la postura contra las presiones externas (por ejemplo, al ser empujado).- Capacidad de caminar en superficies irregulares con variaciones de hasta 10 mm aproximadamente.- Capacidad de subir y bajar por una superficie inclinada, con pendiente de hasta 10 grados aproximadamente.- El SDR-4X realiza automáticamente movimientos de pisada y retroceso para mantener su postura y no caerse al sufrir presiones externas.- El flexible control articular del robot y su efectiva retención de postura limitan los daños en las caídas

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2) Control en tiempo real de la producción de modos de andar.

Esta tecnología produce los esquemas de marcha necesarios alterando el ritmo de avance, el ciclo de marcha y el ángulo de rotación según la situación y el entorno aportados por los sensores del robot.

3) Tecnología de percepción espacial en el mundo real.

Con sus dos cámaras CCD en la cabeza, el SDR-4X puede detectar no sólo la distancia que lo separa de un objeto, sino también el alcance intermedio y el contorno del objeto. Basado en esta información, el SDR-4X puede calcular automáticamente una ruta que eluda el objeto. Con los siete micrófonos incorporados en su cabeza, el SDR-4X puede detectar la dirección de una fuente de sonido.

4) Tecnología de interacción humana multimodo

1. Reconocimiento de un individuo y tecnología para aprender a reconocer.-Capacidad de detectar y reconocer un rostro (parte delantera) sobre un fondo complejo.-Capacidad de memorizar hasta 10 rostros individuales mediante funciones de aprendizaje.-Capacidad de reconocer a los individuos por su tono de voz.2.Reconocimiento continuo del habla y adquisición de vocabularios desconocidos.-Capacidad de aprender y memorizar nuevas palabras no incluidas en su diccionario.3. Conversación, una tecnología de control del comportamiento, basada en la memoria a corto y largo plazo. Además de las funciones de memoria a corto plazo para memorizar temporalmente individuos y objetos, el SDR-4X está equipado con funciones de memoria a largo plazo para memorizar rostros y nombres y comunicarse en forma más compleja con las personas. La memoria a largo plazo retiene también la información emocional de una experiencia de comunicación. Utilizando así sus memorias a corto y largo plazo, el SDR-4X logra conversaciones y comportamientos más complejos.4.Síntesis del habla y producción de voz de canto.-Capacidad de producir voz de canto con vibratos mediante la síntesis de voz, una vez que se ingresan en el robot la letra y la música de una canción.

5) Diseño seguro para interactuar con las personas

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6) Más grados de libertad para una expresión superior.

Tiene cuatro ejes en la cabeza y un eje en la muñeca para mejorar su expresión general. Cada mano tiene cinco dedos individualmente movibles.

7) Mejor rendimiento de los servomotores pequeños.

8) Software SDR Motion Creator.

SDR Motion Creator es una aplicación de software que permite producir y modificar fácilmente movimientos diversos, por ejemplo la danza, usando una computadora. Este software incluye funciones de corrección automática para evitar que el robot se caiga mientras ejecuta los movimientos complejos ingresados por un creador o usuario. Este permite que el robot desarrolle comportamientos personalizados y complejos.

Especificaciones técnicas básicas de SDR-4X

CPU Procesador RISC de 64 bits (x3)Dispositivo principal de grabación

64 MB de DRAM (x3)

Sistema operativo Aperios (sistema operativo de tiempo real exclusivo de Sony)

Arquitectura de control del robot

OPEN-R

Medio que suministra el programa de control

Memory Stick de 16 MB

Grados de libertad de las articulaciones

Cuello: 4 grados de libertad; Cuerpo: 2 grados de libertad; Brazos: 5 grados de libertad (x2); Piernas: 6 grados de libertad (x2). Total: 28 grados de libertad + 5 dedos en cada mano

Sensoresinternos

Detección de distanciaSensor infrarrojo de distancia: cabeza x1, manos x2, total 3

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Detección de aceleraciónTronco: X, Y, Z/3 ejes, Piernas: X, Y/2 ejes

Detección de velocidadangularTronco: X, Y, Z/3 ejes

Sensor de la planta del pieSensor de energía (capa pierna: 4 x 2 = total 8)

Sensor térmicoExterno (x4), Interno (x2)

Sensor táctil CabezaCaucho sensible a la presión

AsaConmutador laminar

ManosConmutador laminar X2

HombrosConmutador táctil X2

Entrada de imágenes Cámara con CCD de 1/5” a color y resolución de 110.000 píxeles (x2)

Entrada de sonido Micrófono (x7)/ Salida de sonido Altavoz (x1)Entrada/Salida Ranura para PC Card (Tipo II)

Ranura para Memory StickPantalla LED del ojo

4096 colores (RGB, combinación de 16 gradaciones)

LED del oído1 color con 16 gradaciones

LED de potencia2 colores (3 colores en iluminación simultánea) Indicación de actividad /carga

Velocidad de marcha Aproximadamente 6 m/min. máx (superficie irregular) Ritmo: 10 cm, Ciclo de marcha: 1,0 segundos/paso

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Aproximadamente 20 m/min. máx (superficie plana, regular) Ritmo: 6,5 cm, Ciclo de marcha: 0,20 segundos/paso

Capacidad de marcha en superficies irregulares

Grado de irregularidad: 10 mm de superficie irregular en condiciones no deslizantes

Grado de inclinación: superficie inclinada hasta 10 grados aproximadamente en condiciones no deslizantes

Peso Aproximadamente 6,5 Kg con batería y memoriaDimensiones (alto x ancho x profundidad)

Aproximadamente 580 x 260 x 190 mm

Ubicación de los sensores del robot:

Utiliza el doble de sensores que AIBO.(sony)

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Pronóstico de mercado de la industria de la robotica en Japón.

Robot HRP-2P

El HRP-2P (prototipo) fue desarrollado para el proyecto de HumanoidRobotics patrocinado por el ministerio japonés de la economía, del comercio y de la industria (METI) a través de TechnologyDevelopment(NEDO).

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Es el prototipo de humanoide , HRP-2, será desarrollado este año para el "exterior y los experimentos cooperativos de la tarea de robot/humanos".A sido desarrollado a través del trabajo de colaboración del instituto nacional de la ciencia y de la tecnología industriales avanzadas (AIST: www.aist.go.jp) que era responsable de desarrollar su diseño , YASKAWA ELECTRIC CORPORATION (www.yaskawa.co.jp) que diseñaron la especificación del módulo del brazo, y Shimizu Corporation (WWW shimiz.co.jp) que desarrolló el módulo de la visión. El papel primario en diseño y la fabricación del hardware fue hecho por Kawada

Industries, inc.

Características Especiales

Construcción compacta y ligera con 30 grados de libertad del sistema incluyendo cadera articulada(2 DOF).

Los empalmes voladizos de la entrepierna le hacen posible caminar en trayectorias estrechas.

No necesita del petate debido a la instalación electrónica de alta densidad.

Está pensado para caminar en terrenos desiguales y el estar parado en posiciones descendentes ,controlando en todo momento su equilibrio. Los usuarios podrán desarrollar los software del uso debido a la arquitectura abierta.

Características técnicas

Especificaciones

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Dimensiones altura 1540mm anchura 600mm profundidad 340 mm

Total massa 58kg

Grados de libertad 30 grados

Velocidad + 2 km/h

Fuerza de la mano 2 kgf

Sensores Hinges(visagra) incremental encoders

Vision 3-lentes de cámara CCD

pecho 3-axes gyro, 3-axes accelerometro

brazos 6- sensores de fuerza

Piernas 6-sensores de fuerza

Drivers del motor 48V, 20 A (Imax), 2 axes/driver x 16

Energia NiMH Batteries 48V, 18Ah

"HRP-2P" (Humanoid Robots Project-2 Prototype) está equipado con una versión especial de Linux conocida como "ART-Linux", derivada de la versión RT-Linux, utilizada actualmente para aplicaciones robóticas.

Tabla comparativa con el robot ASIMO(anteriormente introducido).

Caraceristicas básicas

HRP-2Prototype ASIMO HRP-1

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Altura 154cm 120cm 160cm

Peso( baterías incluidas) 58kg*1 43kg*2 120kg

Cintura 2 DOF*3 no no

Brazo 6 DOF 5 DOF 7 DOF

Pierna 6 DOF*4 6 DOF 6 DOF

Back pack Unnecessary*3 Necessity Necessity*1) Bateria incluida.*2) El peso aprox de ASIMO,suponiendo 154cm sería de 90Kg.*3) Es importante para su actualizacion futura.*4) La forma de union de la entrepierna hace, que pueda caminar por sitios estrechos.

HRP-2 tiene 2 grados de libertad de cintura ,cada brazo 6 grados de libertad, con cada pierna 6 grados de libertad, en cuanto a ASIMO cada brazo 5 grados de la libertad y de cada pierna 6 en relación al grado de libertad. El hecho de que posea 2 grados de libertad, es conveniente para la actualización "trabajos humanos". Además, el paquete trasero que se a considerado en ASIMO se hace innecesario. Además, en cuanto a prototipo de ASIMO ,HRP-2 está cerca de la mujer adulto con 154cm en relación a 120 cm. Esto es importante porque en relación a la vida laboral y los diferentes trabajos que puedan llegar a hacer algún día estos robots, será mas eficaz una altura de 154cm que de 120cm.Este robot humanoide esta pensado para trabajos domésticos y no para ocio y entretenimiento.

CONCLUSIONES

El principal objetivo de nuestro miniproyecto, ha sido el de dar un vistazo al mundo de la robótica. Haciendo un breve repaso a los últimos años contemplando el presente y futuro del mundo robótico, podemos ver como la tecnología ha avanzado de forma espectacular y cada vez es más extensa su utilización en diferentes campos de la vida moderna.

La evolución de los robots y su utilización en diversas y cada vez más aplicaciones, le proporciona al país de fabricación una mejora general. El futuro se encuentra en los robots, solo hay que ver las películas de ciencia ficción para darse cuenta que cuanto mayor sea el desarrollo tecnológico más rico será dicho país.

A medida que transcurran los años la incorporación de los robots en el mundo de los humanos se producirá de forma paulatina, haciendo a estos más dependientes y domesticados. Será un sistema caótico en donde nosotros seremos observadores de sus interacciones y dependeremos de sus decisiones.

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Los robots en sus inicios no muy lejanos se crearon para facilitar las tareas que podrían ser duras e incluso irrealizables para el género humano, facilitando así los trabajos en el mundo laboral. Introducidos ya en las aplicaciones industriales, los robots se han abierto camino a todo tipo de aplicaciones sin llegar a determinar su fin de la evolución. Intentando mejorar día a día, haciendo robots inteligentes capaces de razonar por ellos mismos. Este abuso de la robótica puede comportar el aumento de paro, pero aunque los robots ocasionen cierto desempleo, también crean puestos de trabajo: técnicos, comerciales, ingenieros, programadores, etc.

Los avances tecnológicos aún no han permitido construir un robot androide realmente inteligente con mínima apariencia humana en cuanto a movimientos y comportamiento. Pero con el progreso que están experimentando los robots no dudo en que pueda llegar a hacerse este ser inteligente.

Supongo que el hombre buscando en todo momento su perfeccionamiento no tardará en integrar en sus carnes esta tecnología, formando así un ser biónico, mediante prótesis robotizadas, aumento de capacidad auditiva y visual, y un sin fin de mejoras, hasta convertirse en un “superhombre”.

Para completar esta visión sobre la robótica y su futuro, creemos que la siguiente entrevista a Rodney Brooks, presidente de iRobot, ilustra la integración de la máquina en la presente sociedad, las expectativas de la ciencia en el mundo de la robótica, así como nos expone como ve el próspero y harmonioso futuro entre hombres y maquinas.

Entrevista a Rodney Brooks: Hermana máquina El director del prestigioso Artificial Inteligence Lab en el Massachusetts

Institute of Technology, el australiano de cuarenta y tres años Rodney Brooks es una especie de propagandista de la robótica, y es también presidente de la iRobot, empresa a la vanguardia en la producción comercial de robots. En su nuevos libro, Flesh and Machines. How Robots will change Us -Carne y máquinas, cómo los robots nos cambiarán-, expone una teoría revolucionaria sobre la relación hombre-máquina. Puede considerarse, pues, como, un científico anti-Fukuyama. (Ver el artículo  siguiente.)

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-Usted sostiene que nuestra dificultad para aceptar una relación paritaria con las máquinas inteligentes, y en general con la nueva revolución tecnológica, depende de prejuicios culturales.

-Exactamente. Remitirse a las biotecnologías, a las máquinas inteligentes, a los robots del futuro, nos obligará a reexaminar nuestra naturaleza. Lo que distingue al hombre de los animales es el uso de la sintaxis y de la tecnología. En ambos campos, las máquinas del futuro nos superarán. Esto puede generar angustia sólo si nos quedamos aturrullados en la defensa de la primacía del hombre. En cambio, si nos damos cuenta de que también nosotros somos máquinas, la integración entre hombres y autómatas nos parecerá normal.

-Entonces, ¿no teme a un mundo en el que los robots esclavizarán a una humanidad imperfecta?

-Esas son historias hollywoodenses. Los robots no esclavizarán al hombre porque ya no existirá un género humano, como hoy lo conocemos, que pueda ser esclavizado. Hombres y máquinas se integrarán. Esto ya está aconteciendo.

-¿Puede dar un ejemplo? -Basta con pensar en los cientos de miles de personas que han recuperado el oído

gracias al injerto de aparatos electrónicos capaces de transmitir impulsos eléctricos al sistema neuronal. Recientemente conocí a un hombre que, después de la amputación de las piernas, camina con dos miembros de robot: es hombre de la cintura para arriba y máquina de la cintura para abajo.

-Y esto, ¿a dónde nos lleva? -Muy pronto el hombre usará estas tecnologías para divertirse y ampliar sus

capacidades. Ya ha ocurrido en la cirugía plástica, que nació para reparar los daños, y hoy se practica en un ochenta y cinco por ciento por razones estéticas. En poco tiempo, con una operación, será posible obtener una perfecta visión nocturna. Imaginen las posibilidades para los militares, los contrabandistas, los terroristas...

-¿En qué punto está la revolución robótica? -En la etapa de las computadoras de 1970. Hoy los robots son caros y

complicados. En breve, en un lapso entre cinco y diez años, se volverán indispensables. Ahora es posible comprar robots que cortan el pasto y la Electrolux ha puesto a la venta un robot doméstico que limpia los pisos cuando intuye que nadie está en casa; después regresa al clóset para recargarse. Son los antepasados de las máquinas inteligentes que describo en mi libro.

-Usted habla de una "vida emotiva de los robots"... -Los robots que construimos en el laboratorio están equipados con un "modelo

emotivo" y muestran "reacciones emotivas" en su interacción con los hombres. ¿Se trata de verdaderas emociones o de simulaciones? No importa. Un avión no vuela como un pájaro, pero vuela. Los robots tendrán un universo emotivo distinto al nuestro, pero de todas maneras se trata de un universo emotivo.

   

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