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DOCTORADO EN GESTION TECNOLÓGICA CONVENIO U.N.E.G – U.P.M
PROPUESTA DE APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EN LAS CARRERAS DE INGENIERÍA EN UNIVERSIDADES DE LA
REGIÓN GUAYANA (UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMETAL DE GUYANA (UNEG)-UNIVERSIDAD
NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA (UNEXPO))
Autor: Inojosa Nelson C.I: 13132431
Tutor: Minerva Arzola
Puerto Ordaz, Marzo de 2008
i
INDICE
INDICE............................................................................................................................................... i
INDICE DE TABLAS Y GRAFICOS ........................................................................................... iii
RESUMEN .........................................................................................................................................v
INTRODUCCIÓN.............................................................................................................................5
CAPÍTULO I .....................................................................................................................................8 EL PROBLEMA ..............................................................................................................................8 Planteamiento del Problema..........................................................................................................8 Objetivos.......................................................................................................................................11 Objetivo general ...........................................................................................................................11 Objetivos específicos.....................................................................................................................11 Justificación..................................................................................................................................12 Alcance y limitaciones ..................................................................................................................12
CAPÍTULO II..................................................................................................................................14 MARCO DE REFERENCIA..........................................................................................................14 Antecedentes de la Investigación ..................................................................................................14 Bases teóricas ...............................................................................................................................28 Robótica........................................................................................................................................28 Robótica y la Inteligencia Artificial..............................................................................................30 Técnicas de la Inteligencia Artificial:...........................................................................................32 Investigación y Desarrollo en Áreas de la IA:..............................................................................34 Aplicación de la Inteligencia Artificial y su Relación con la Robótica. ......................................35 Aplicaciones y usos de la Robótica...............................................................................................38 Clasificación según áreas de Aplicación:.....................................................................................39 Objetivos de la robótica en el ámbito educativo...........................................................................41 Robótica y la nuevas tecnologías..................................................................................................42 Relación de la robótica con otras áreas .......................................................................................44
ii
Evolución De La Robótica Industrial ...........................................................................................48
CAPÍTULO I I I .............................................................................................................................52 MARCO METODOLÓGICO ........................................................................................................52 Tipo de Investigación....................................................................................................................52 Población y muestra. ....................................................................................................................53 Procedimientos y técnicas de recolección de información ...........................................................55 Validez y Confiabilidad ...............................................................................................................59 Técnica de análisis de datos .........................................................................................................60
CAPITULO IV.................................................................................................................................61 PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS.............................................................61 CONCLUSIONES .........................................................................................................................74
REFERENCIAS ..............................................................................................................................77
ANEXOS ..........................................................................................................................................82
Anexo B. Planilla Informe de Validación de Expertos ................................................................85
Validación de Expertos ...................................................................................................................85
iii
INDICE DE TABLAS Y GRAFICOS
Grafico Nº 1: Evolucion de los Robot industriales instalados en el mundo. ...............................48
Grafico Nº 2: Evolución del numero de Robot industriales instalados por continentes. ...........50
Grafico Nº 3: Parque mundial de Robots en el 2004 (sin Japón).................................................51
Cuadro No. 1 Sistema de Variables............................................................................................56
Grafico Nº 4: ¿Conoce el Concepto de Robótica?.........................................................................61
Grafico Nº 4.1: ¿Conoce el Concepto de Robótica?......................................................................62
Grafico Nº 4.2: ¿Conoce el Concepto de Robótica?......................................................................62
Grafico Nº 4.3: ¿Conoce el Concepto de Robótica?......................................................................64
Grafico Nº 5: ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de Robótica? ............64
Grafico Nº 5.1: ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de Robótica? .........65
Grafico Nº 5.2: ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de Robótica? .........66
Grafico Nº 6: ¿Conoce usted alguna universidad de la región que en sus carreras involucre los conocimientos de robótica ?............................................................................................................67
Grafico Nº 7 : ¿Tiene usted conocimientos en el área de programación ?..................................68
Grafico Nº 8 : ¿Conoce algún tipo de robot aplicado a la enseñanza ?.......................................68
Grafico Nº 9 : ¿Siendo usted estudiante de alguna de las carreras antes mencionadas le gustaría que en el pensum de estudio exista una cátedra en el área de robótica ?.....................69
Grafico Nº 9.1 : ¿Siendo usted estudiante de alguna de las carreras antes mencionadas le gustaría que en el pensum de estudio exista una cátedra en el área de robótica ?.....................70
Grafico Nº 10 : ¿ De incluirse la robótica como cátedra en su carrera estaría usted de acuerdo en adquirir los conocimientos básicos sobre la misma? ...............................................................71
Grafico Nº 10.1 : ¿ De incluirse la robótica como cátedra en su carrera estaría usted de acuerdo en adquirir los conocimientos básicos sobre la misma?.................................................72
iv
Grafico Nº 11: ¿Considera usted que la robótica es útil para el sector educativo? ...................72
Grafico Nº 12: ¿Le gustaría aprender a programar robot?.........................................................73
v
DOCTORADO EN GESTION TECNOLÓGICA CONVENIO U.N.E.G – U.P.M
PROPUESTA DE APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EN LAS CARRERAS DE INGENIERÍA EN LAS UNIVERSIDADES DE LA REGIÓN GUAYANA
Autor: Ing. Nelson Inojosa
RESUMEN El objetivo principal de esta investigación es proponer el uso de la robótica y su aplicación en las carreras de ingeniería en universidades de la Región Guayana a través de la adaptación de materias básicas en el pensum de estudios. Para ello, se plantearon los siguientes objetivos específicos: A) Describir la situación actual de la robótica y su aplicación en las carreras de ingeniería en universidades a nivel Internacional, Nacional y Regional.
B) Determinar si los estudiantes de las carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana UNEG-UNEXPO. Tienen conocimiento en el área de la Robótica. C) Determinar la necesidad que permita justificar la aplicación de la robótica en las carreras de ingenierías en universidades de la región UNEG-UNEXPO. La aplicación de la misma se hará mediante estrategias metodológicas que incluyan técnicas en el proceso de formación de nuevos conocimientos con el propósito involucrar a los alumnos de una manera directa en su formación académica. Para alcanzar estos objetivos se define el marco metodológico, el tipo de investigación que, según su alcance es descriptivo. Según su modalidad: un proyecto factible y según su estrategia, de campo. Así mismo, se explica el proceso de validación y confiabilidad de la encuesta elaborada. Por tal motivo, se considera de suma importancia la integración de nuevas tecnologías partiendo del uso de la robótica y su implicación en los espacios relacionados con las carreras de ingenierías en universidades de la región Guayana, para de esta manera fortalecer aún más los conocimientos de la comunidad estudiantil integradas en estas áreas.
Palabras claves: Robótica, Informática, Innovación, conocimientos.
5
INTRODUCCIÓN
El desarrollo de las denominadas nuevas tecnologías, se inicia con
la aparición de dispositivos que permitieron, al ser humano comunicarse de
manera más eficiente y rápida. Posteriormente y debido al vertiginoso
desarrollo de las nuevas tecnologías, estas parecen avanzar sin control y
objetivos bien delimitados, y parece ser que sólo los objetivos y deseos de
las personas que tienen la capacidad de decisión, recursos y
conocimientos, sobre el particular, se cumplen.
Por lo tanto, las nuevas tecnologías tienen un impacto en la
comunicación en general y en la información en particular, que además
impacta en la dinámica social, como por ejemplo los cambios de valores,
comportamientos y actitudes. Un aspecto social, quizás el más importante,
en donde, desde sus inicios pero sobretodo, en los últimos años ha
impactado de sobremanera y ha ido revolucionando algunas de sus
características que se creían firmes, es la educación. En este sentido, es
importante no dejar pasar más tiempo para hacer una reflexión, y a la vez
una crítica, del importante papel que actualmente juegan las nuevas
tecnologías en el proceso de enseñanza-aprendizaje. Esto debido a la
importancia que tiene en el contexto mundial, en donde los países
desarrollados tecnológicamente las aplican desde hace tiempo.
Con la aparición de las nuevas tecnologías se da origen a un gran
número de ciencias multidisciplinarias; este es el caso de la Robótica. La
Robótica es una ciencia que surge a principio de la década de los 60, y
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que a pesar de ser una ciencia relativamente nueva, ha demostrado ser un
importante motor para el avance tecnológico en todos los ámbitos
(Industria de manufactura, ciencia, medicina, industria espacial; etc.), lo
que genera expectativas muy interesantes para un tiempo no muy lejano.
Sin embargo, es en la Industria de Manufactura donde la Robótica
encuentra un campo de aplicación muy amplio. Su función es la de suplir la
mano de obra del hombre en aquellos trabajos en los que las condiciones
no son las óptimas para este (minas, plantas nucleares, el fondo del mar;
entre otros.), en trabajos muy repetitivos y en innumerables acciones de
trabajo.
La Universidades de la Región Guayana juegan un papel importante
para la sociedad y el sector industrial ya que como organismos están
consciente de los cambios frente a los avances tecnológicos y que se
plantean como reto el de emprender, renovar y crear estructuras para la
transformación en sus procesos educativos, en una nueva visión del
aprendizaje, conservando lo positivo de los mismos, pero con una posición
de asumir nuevas posturas que le permitan contribuir con su acción, para
ello es necesario contar con docentes dispuestos y comprometidos con su
rol pedagógico y andragógico, a “desaprender” los viejos esquemas, a
deseducarse de lo tradicional, pero con una disposición detonante de la
creatividad, inventiva e innovación en la praxis.
La aplicación y uso de la Robótica en las carreras de Ingeniería en
universidades de la región Guayana específicamente el área de informática
permitirán, que esta área se conviertan en generadora de procesos
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productivos de enseñanza- aprendizajes interactivos que conduzcan por el
sendero del éxito, identificado como la formación de las nuevas
generaciones mediante el uso intensivo de las nuevas herramientas
tecnológicas.
Para cumplir lo expresado, se plantea como investigación una
propuesta formativa basada en la aplicación y uso de la Robótica en las
carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana como
estrategia tecnológica/didáctica, dirigida a los alumnos de las carreras de
ingeniería. En este sentido, el presente trabajo está conformado por IV
capítulos, distribuidos de la siguiente manera; en el Capítulo I se
presenta el planteamiento del problema. En él se detalla de manera
general el problema, objetivos general y específicos, justificación, alcance
y limitaciones.
El capítulo II, se determina el marco de referencia, los antecedentes
del estudio propuesto y los fundamentos teóricos que sustentan la
investigación.
El capítulo III, abarca el marco metodológico que se siguió, donde
se describen las técnicas y métodos, validación de encuestas, selección de
la muestra, estrategia de recolección, codificación, tabulación de los datos,
a fin de cumplir con los objetivos específicos planteados.
El capítulo IV, comprende la presentación y análisis de los datos,
recogidos al aplicar el instrumento diseñado y validado así como también
las conclusiones. Se finaliza con las referencias bibliográficas y
electrónicas sobre el tema, así como los anexos.
8
CAPÍTULO I
EL PROBLEMA
Planteamiento del Problema
Hoy en día los avances tecnológicos han repercutido en todos los
sectores de la sociedad beneficiando de una u otra forma a la misma.
Dentro de algunos de los avances se encuentra la evolución de la
informática identificada principalmente con la aparición del computador con
capacidades de procesamiento de información en grandes magnitudes, así
como también la aparición de la robótica la cual en los últimos años ha
tenido una evolución tecnológica cada vez más especifica siendo esta
aplicada y dirigida a muchos sectores de la sociedad. La misma se ha
transformado en la más interesante técnica capaz de cambiar de raíz el
trabajo del hombre.
La robótica hoy en día, se ha convertido en una herramienta
principal en el aporte de soluciones a los sectores industriales,
manufactureros y en la medicina todos estos apoyados por proyectos de
investigaciones desarrollados por centros de investigación y universidades
de muchos países interesados en utilizar la nuevas tecnologías para el
aporte de nuevos conocimientos a la sociedad.
Partiendo de ello, es importante conocer que con la evolución
tecnológica en el siglo XX y con el desarrollo de la electrónica, asociado a
los avances de otras técnicas como la mecánica, la hidráulica, la
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neumática y la electricidad, dan origen a las primeras maquinas de control
y numeración, unido a este con la introducción de los controles numéricos,
las máquinas se hacen más flexibles desde el punto de vista de la
reconfigurabilidad mediante sus programas, y años después con la
aparición de las primeras computadoras electrónicas, el control de las
máquinas se hace de un modo más preciso y sofisticado. Es decir, en
definitiva la aparición del computador junto con el desarrollo tecnológico
que se experimenta, proporcionan a las máquinas, nuevas formas de
planificar y controlar su funcionamiento.
La robótica como ciencia que estudia los robots, es
multidisciplinaria. Es por ello que el uso y aplicación de la misma se ha
convertido en una herramienta tecnológica de gran importancia para el
desarrollo potencial e industrial a nivel mundial facilitando éste el desarrollo
de trabajos en las grandes, medianas y pequeñas industrias, teniendo esta
aplicaciones en diferentes áreas de la sociedad.
Actualmente, las áreas de ingeniería que trabajan en el desarrollo
de la robótica cada vez enlazan nuevas ciencias dedicadas a las
investigaciones tecnológicas, promovidas estas por entes generadores de
conocimientos representadas principalmente por las universidades que
son las encargadas en generar las experiencias indispensables para el
desarrollo e integración del ser humano capaz de enfrentarse a los nuevos
avances tecnológicos de manera efectiva.
En universidades a nivel internacional, nacional y regional con
carreras de ingenierías algunas de ellas tratan de enfocar vínculos de
formación de conocimientos con el uso y aplicación de las nuevas
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tecnologías, motivado a los avances tecnológicos en los últimos años los
cuales han permitido automatizar muchos sectores industriales en la
sociedad. Desde este punto de vista, actualmente las universidades
públicas de la región Guayana (UNEG y UNEXPO) con carreras afines de
la ingeniería son poco numerosas, siendo de interés fundamental la carrera
de ingeniería en informática por estar conectada directamente a los
cambios tecnológicos.
Partiendo de las premisas anteriormente descritas, surgen las siguientes
interrogantes: ¿Los estudiantes de las carreras de ingeniería de las
universidades públicas UNEG y UNEXPO conocen el término de robótica?
¿Conocen las ventajas de su aplicación en la resolución de determinadas
tareas? ¿Consideran útil la aplicación de la robótica dentro del proceso de
su formación académica? ¿Tienen conocimiento de alguna universidad
pública de la región que imparta el estudio de tal área (Robótica). ¿En las
carreras de ingeniería de las universidades públicas anteriormente citadas,
se hace indispensable incluir en el pénsum de estudios una asignatura
relacionada con la robótica que permita a su vez desarrollar en los
estudiantes habilidades y destrezas aplicables a los nuevos avances
tecnológicos que actualmente se ponen de manifiesto a través del uso de
las nuevas tecnologías?
Motivo a lo anteriormente expuesto, surge la necesidad de conocer
si en las carreras de ingeniería de las universidades públicas de la región
Guayana, es pertinente crear nuevos ambientes de formación académica
a través del uso y aplicaciones de la robótica quien ha venido
desempeñando un papel importante en la solución de problemas en
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distintos campos del conocimiento, en asignaturas que guarden relaciones
con las áreas de nuevas tecnologías, permitiendo a su vez el desarrollo de
ideas innovadoras de interés para la formación académica del futuro
profesional egresado de estas casas de estudios.
Objetivos Objetivo general
Proponer la aplicación de la robótica en las carreras de Ingeniería
en universidades de la región Guayana. (Uneg-Unexpo)
Objetivos específicos
• Describir la situación actual de la robótica y su aplicación en las
carreras de ingeniería en universidades a nivel Internacional,
Nacional y Regional.
• Determinar si los estudiantes de las carreras de ingeniería en
universidades de la región Guayana.(Uneg, Unexpo), tienen
conocimiento en el área de la Robótica.
• Determinar la necesidad que justifique la aplicación de la robótica de
las carreras de ingeniería en universidades de la región
Guayana.(Uneg, Unexpo).
• Proponer estrategias de aplicación de la robótica en las carreras de
ingeniería en universidades de la región Guayana (Uneg, Unexpo),
para fortalecer el conocimiento y formación de los alumnos.
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Justificación
El objetivo principal de esta investigación esta dado por la necesidad
de aportar soluciones y nuevos conocimientos a los alumnos de las
carreras de ingenierías en universidades de la región Guayana a través de
los diferentes avances tecnológicos de la robótica y la importancia de esta
para el desarrollo de la sociedad.
Desde este punto de vista, es importante transmitir de una u otra
manera a la sociedad a través de la educación la importancia de la
aplicación de la robótica para la resolución de determinadas tareas.
Partiendo de lo anteriormente expuesto, en la actualidad no se encuentra
ninguna carrera de ingeniería en la región Guayana que incluya en su
pensum de estudios asignaturas referentes a la utilidad de la robótica,
desde este punto de vista en necesario desarrollar estrategias que
permitan integrar la aplicación de estas nuevas tecnologías en la formación
integral de los futuros profesionales en las carreras de ingenierías.
Alcance y limitaciones
Alcance
Al finalizar este proyecto, las carreras de ingeniería de las
universidades de la región Guayana específicamente el área de ingeniería,
tendrá un plan de formación académica flexible, modular, adaptado a las
necesidades del área para involucrar a los estudiantes en la adquisición de
conocimientos enmarcados estos en la aplicación y uso de la Robótica.
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Adicionalmente, esta propuesta presenta una aproximación hacia los
contenidos programáticos de la Robótica, alternativas de evaluación y
estrategias tecnológica/didácticas cónsonas con el enfoque curricular
construido al efecto y fundamentado en el uso y aplicación de la robótica
en la carrera de ingenierías.
Limitaciones:
Como limitante se puede mencionar la poca disponibilidad de
investigaciones realizadas sobre aplicaciones de la robótica en las
carreras de ingeniería en la UNEG y en la zona; los trabajos y fuentes
bibliográficas encontrados son a través de bibliotecas electrónicas, o de
otras regiones e instituciones de educación superior que ya están
ejecutando proyectos en esta área de la aplicación de la robótica, además
de los pocos expertos en Informática con conocimientos de proyectos de
robótica. Sin embargo, dichas limitantes fueron superadas
progresivamente en el transcurso del desarrollo de la investigación y de la
puesta en marcha de la misma.
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CAPÍTULO II
MARCO DE REFERENCIA
Antecedentes de la Investigación
Los antecedentes de la investigación que se toman como
referencias para este trabajo son variados. Cuando se emplea la
biblioteca virtual de Internet como fuente electrónica de información, se
encuentra con investigaciones de múltiples expertos e instituciones de
educación superior centro de investigaciones que han tenido experiencias
en lo que respecta a las nuevas tecnologías de la información y sobre todo
el área de aplicación de la robótica que ha evolucionado el desarrollo y
aplicación del aprendizaje tanto en el ámbito empresarial, como el
educativo.
Las grupos de trabajos que han generado discusión y desarrollo
en el campo de la robótica , en instituciones de educación superior a nivel
nacional e internacional, fueron consultadas, por ser las que poseen
mayor relación con el problema planteado, los aportes educativos que en
la actualidad están ejerciendo en las mismas, y estar en ese proceso de
innovación y transformación tecnológica en sus practicas de formación
académica, A continuación se comentan las experiencias propuestas por
diferentes universidades y autores.
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Perú:
“La robótica en Perú se está introduciendo a través de las
universidades como una especie de robótica pedagógica, en la que los
alumnos desarrollan equipos sencillos para probar estrategias de control o
ensayar programas de simulación”, comentó. El Director del Programa
Académico de Ingeniería Industrial y Sistemas de la Universidad de Piura,
explica que los planes de estudios de las diferentes facultades así como
de la educación básica se deberían incluir a la robótica para una mejor
comprensión y familiarización de esta tecnología que comienza a
masificarse. No se puede negar el beneficioso impacto que ha generado la
presencia del robot en los diferentes campos de la vida. “Desde lo
económico, que implica lo laboral, educativo, médico, industrial y
biomecánico, estos aparatos son bastantes útiles para facilitarnos nuestros
quehaceres”, así como también hace énfasis en rechazar aquel temor que
señala que las máquinas suplantarán al hombre. “En definitiva eso no
ocurrirá. Las nuevas tecnologías siempre serán dirigidas y manejadas por
el hombre y más bien los robots implicará mayor capacitación y calificación
del hombre”. Ecuador:
La escuela superior politécnica del litoral, con su centro de
tecnologías de información: desarrolla proyecto en el área de robótica,
este proyecto buscan propiciar el aprendizaje significativo, abriendo
oportunidades para el desarrollo de la creatividad y el pensamiento de los
estudiantes de la educación pública ecuatoriana con el objetivo de
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incorporar nuevos conocimientos sobre el uso de las nuevas tecnologías. A
través de herramientas tecnológicas, así como también desarrollar en los
estudiantes una visión diferente del mundo, enfrentándolos al análisis,
diseño y resolución de problemas. Este proyecto de robótica para el
desarrollo de la creatividad e innovación se caracteriza por:
• Cuestionar permanentemente el funcionamiento de las cosas
• Crear o recrear proyectos innovadores, diseñados a partir de
intereses motivados por los entornos socioculturales ecuatorianos y
enriquecidos por la imaginación propia de la niñez.
• Construir y controlar, por medio de la tecnología, objetivos que
integran recursos didácticos como el Lego y otros materiales.
• Propiciar el análisis, diseño y resolución de problemas.
• Integrar a participantes de diferentes edades para ofrecer diversidad
de experiencias, que se comparten al trabajar en grupos.
• Generar un espacio para pensar acerca de los procesos propios de
la mente, mediante los juegos y la experimentación.
CHILE:
Un robot es lo más avanzado de las máquinas controladas por
computador. Sus movimientos pueden ser dirigidos con enorme precisión,
permitiéndole repetir acciones con exactitud nanométrica y liberando a los
humanos de las tareas monótonas, duras, peligrosas o sucias.
Esto tiene una ventaja, ya que por medio de un control
computacional, un robot puede ser “enseñado” a realizar una nueva labor.
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Eso es la llamada Inteligencia Artificial, por la cual al repetirse los nuevos
movimientos de la nueva tarea, el computador los recuerda e instruye al
robot a realizarlos cuando corresponda. Se espera que esta técnica
otorgue eventualmente a los robots completa movilidad, visión, audición y
lenguaje.
En la actualidad las aplicaciones concretas de un robot se
encuentran en el campo de la industria privada y la investigación
universitaria. Empresas mineras, químicas, de explosivos, generadoras de
energía y manufactureras son quienes utilizan la tecnología autómata en
sus procesos productivos.
Las aplicaciones de los robots son puntuales, ellos responden a
determinadas órdenes, por lo que sirven especialmente para la
manufactura. En el mundo desarrollado tanto las grandes como pequeñas
empresas utilizan la tecnología automatizada, especialmente en el área de
la construcción de automóviles y electrodomésticos, donde la precisión es
un elemento de gran importancia.
Empresas de nuestro país han elaborado e implementado sistemas
computacionales y robóticos, como los camiones y perforadoras que se
utilizan en la gran minería del cobre. Estos inmensos vehículos son
manejados por sistemas automatizados para excavar en lugares peligrosos
o difíciles de alcanzar y así evitar accidentes.
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Sin embargo, es en las PYMES donde esta tecnología no ha tenido
tanto éxito como se esperaba. Según Lefranc la mayoría de la pequeña y
mediana empresa es eficiente, pero se ha mostrado recientemente optar
por la automatización. “Ahora con los tratados se abre un mercado en el
cual es necesario automatizar la producción. Modernizar las manufacturas
para entrar al comercio internacional.” afirma.
En nuestro país sólo el 5% de las industrias son manufactureras, lo
que abre una gran posibilidad de innovación tecnológica. “Podemos darnos
el lujo de crear nuevas empresas automatizadas sin echar a nadie, es una
gran oportunidad que debemos aprovechar” asegura Lefranc.
En Chile las universidades ya están formando profesionales en el
área, pero a su juicio lo que falta es enseñarle a la empresa a manejar esta
tecnología y diseñar productos que puedan ser producidos así.
Roboclubs
La robótica llegó a Chile en 1977. Los primeros en desarrollar robots
móviles fueron los académicos y estudiantes de la Universidad Católica de
Valparaíso, a quienes después se sumaron las distintas ramas de la
Universidad de Chile, de Santiago y otras.
Gastón Lefranc recuerda que la Escuela de Ingeniería de la UCV
creó el primer taller de robótica en 1985 y que posteriormente se hicieron
una serie de seminarios con visitas ilustres en el tema que venían de
Francia y Estados Unidos.
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Es en las Universidades donde se da el espacio propicio para que
investigadores y alumnos desarrollen nuevas formas de conocimiento en
esta área. Al respecto, el profesor Holman Ortiz, director de la Escuela de
Ingeniería Electrónica de la Universidad Iberoamericana, señaló a ThM que
gran parte de los estudios de automatización que se desarrollan en su
departamento obedecen a proyectos de investigación internas.
“Llevamos cuatro años desarrollando programas que incorporan el
tema de la automatización de procesos y redes neuronales. Contamos con
un robot adquirido en Israel y a partir de él hemos ido creando nuevas
aplicaciones”.
Javier Ruiz del Solar, Director del Laboratorio de Robótica de la
Facultad de Ingeniería de la Universidad de Chile, señaló a ThM que todos
los proyectos desarrollados por su departamento son de exclusiva
inventiva de los alumnos y académicos de la Universidad.
“Nuestros trabajos se enfocan al desarrollo tecnológico de robots
móviles, su parte algorítmica y la visión. En ese ámbito nuestro mayor
orgullo es un robot guía de museo que estará terminado a mediados de
julio”.
Si bien la robótica es un área que despierta un gran atractivo para
los jóvenes, no es algo que pueda ser fácilmente abordable, señala Ruiz.
“Es por eso que hemos creado una sección especial para los niños que se
interesan en los robots y quieran aprender más sobre ellos”, dijo.
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Tanta es la pasión por estas máquinas que incluso se han inventado
competencias internacionales de lucha entre robots y campeonatos de
fútbol. Para la mayoría de los creadores nacionales, las luchas entre estas
invenciones son algo reprochable, pero las competencias deportivas son
algo a lo que aspiran perfeccionar cada día más.
Las máquinas hoy nos ayudan en las tareas más complicadas y peligrosas de nuestras vidas.
Pontificia Universidad Católica de Chile:
La Escuela de Ingeniería de la Pontificia Universidad Católica de
Chile realiza el Campamento Tecnológico de Robótica en el Campus San
Joaquín.
La iniciativa es un proyecto Conicyt-Explora, financiado
conjuntamente entre Explora, la UC y DICTUC, y su objetivo es desarrollar
habilidades y motivar a estudiantes de enseñanza media para que realicen
actividades de ciencia y tecnología en dependencias universitarias.
En particular, este campamento se enfoca en aspectos de
mecánica, física, ciencias de los materiales, electrónica y programación.
Durante dos semanas, 40 alumnos de diferentes colegios asisten a talleres
sobre los temas mencionados, los cuales son aplicados en la fabricación
de un vehículo (robot) capaz de desarrollar algunas tareas básicas en
forma autónoma.
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Los mejores alumnos desarrollarán un proyecto tecnológico durante
el año de impacto social. Los jóvenes tendrán la misión de diseñar y
fabricar una tricicleta para tetrapléjicos. Para los participantes, ésta es una
valiosa oportunidad para aprender conceptos que posteriormente
transmitirán en sus colegios, produciendo un impacto que motive a más
estudiantes a desarrollar tecnologías con directo beneficio a la sociedad.
Esta es la segunda oportunidad en que se desarrolla este tipo de proyecto.
En la versión del año pasado, los estudiantes diseñaron una cama de
rehabilitación para Coanil. La iniciativa nació el 2006, con apoyo de fondos
del Banco Mundial y como parte del programa Bicentenario en el primer
concurso nacional. Desde esa oportunidad, la Escuela de Ingeniería de la
UC ha participado activamente con el fin de continuar su misión de difundir
la ingeniería y el impacto social que pueda tener a nivel nacional. La
organización de esta actividad está a cargo de Marcelo Münzenmayer
Schuller, profesor de la Escuela de Ingeniería de la UC, y la ejecución del
campamento y del proyecto tecnológico está dirigida por alumnos de la
misma Escuela.
Colombia:
En el tecnológico Cede sistemas, se desarrollan líneas de
investigación en el área académica de sistemas e informática; redes y
telemática, siendo una de sus sublíneas de investigación: la robótica. Uno
de los proyectos actuales realizados en Cede sistemas consiste en la
construcción de un robot móvil que tiene dos sensores ultrasónicos en la
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parte delantera que le indican la proximidad de los obstáculos, siendo la
función principal del móvil evitarlos; para que dicho móvil realice esta tarea
fué necesario la construcción de un algoritmo en el lenguaje “Assembler”
con el software MPLAB, que fue quemado en el microcontrolador PIC
16F84, el cual le permite al móvil ser independiente en el momento de
realizar su función, es decir, no necesita estar conectado a un computador
para hacer su recorrido. El problema que presenta dicho móvil es que su
algoritmo no fue diseñado para afrontar algunas situaciones en las que el
móvil se bloquea, por lo tanto, se ha querido retomar este proyecto para
dar solución a dicho problema, diseñando un nuevo algoritmo que logre
superar dichos errores.
Teniendo en cuenta el interés de la institución de dar continuidad a los
trabajos de investigación que se han realizado en el transcurso de los años
a través de Microproyectos de Investigación, se considero pertinente y
prioritario emprender una investigación que nos permitiera mejorar dicho
móvil realizando un nuevo algoritmo que sea capaz de afrontar situaciones
de mayor complejidad. El objetivo general fue el desarrollar un algoritmo
de robótica, que permita a un robot móvil con sensores ultrasónicos
rebasar obstáculos, teniendo como objetivos específicos los siguientes:
• Simular Algoritmos de robótica a través de software especializado.
• Recoger información sobre la lectura de datos a través de sensores
ultrasónicos en robótica.
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• Recoger información sobre lenguajes de programación utilizados en
robótica.
• Seleccionar un lenguaje de programación y un programa de
simulación para realizar el algoritmo.
• Recoger información y analizar los algoritmos de robótica utilizados
para rebasar obstáculos.
El proyecto estaba integrado por dos personas los cuales dividieron dicho trabajo en fases:
Primera Fase : Búsqueda de información. En esta fase se buscará
información en libros, documentos, revistas, paginas Web, dialogo con
expertos, para la contextualización de la investigación.
Segunda Fase: Estudio de los diferentes grupos de investigación. Para
esta fase se aplicaran unas encuestas que nos permita obtener
información de interés para la investigación.
Tercera Fase: El análisis de los resultados obtenidos durante la
investigación para proponer una solución al problema de investigación.
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RESULTADO DE LA INVESTIGACION
Teniendo en cuenta la información obtenida en la investigación, se
propone que para el robot desarrollado en el Tecnológico Cedesistemas, el
cual tiene dos sensores de ultrasonido y dos ruedas con locomoción
diferencial, se tenga en cuenta para la realización del algoritmo que el
robot con tan solo 2 sensores nos permite tener un ángulo de visión de tan
sólo el frente del robot, lo que trae consigo diferentes problemas para
tomar la decisión del ángulo de giro que debe realizar. Cuando el robot
toma su decisión basándose en la diferencia de proximidades de los
obstáculos de sus dos sensores delanteros se puede caer en el error de
que el robot se quede en un ciclo y no pueda rebasar su obstáculo. Para
solucionar este tipo de problemas se propone dos alternativas:
El robot debe moverse siempre en la misma dirección cuando
encuentre un obstáculo, así se evitan los problemas antes mencionados.
Implementar mayor cantidad de sensores alrededor del móvil, pues de esta
forma se puede tomar mejores decisiones en el momento de detectar un
obstáculo. Esta opción fue la tomada por el equipo de investigadores para
lo cual utilizó un software de simulación (MabotSim 1.0) que permitiera
identificar las posibles salidas del robot a la hora rebasar obstáculos. Para
tal caso se propuso un algoritmo basado en el método de histograma de
vector de campo, donde se hace un barrido de los sensores buscando la
mejor alternativa de salida al problema.
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España:
En España el uso y aplicaciones de la robótica se desarrolla en un
escala elevada ya que varias universidades incentivan el uso de las
nuevas tecnologías en la aplicación de diversas áreas de la sociedad así
como también existen determinados grupos de robótica , centros de
investigaciones y aplicaciones de la robótica.
En la Universidad Politécnica de Madrid se desarrollo un Proyecto
denominado CRAWLER: Robot autónomo para inspección de piezas
semiplanas de fibra de carbono mediante técnicas pulso.
El objetivo del proyecto es la construcción de un robot autónomo
para inspección autónoma de piezas de fibra de carbono de aeronaves. Se
aborda, en concreto, la inspección del revestimiento del estabilizador
horizontal del Airbus 380. En la actualidad, la inspección ultrasónica de
piezas semiplanas se lleva a cabo, bien mediante un brazo robot, o bien de
manera manual, si bien se trata de una inspección punto a punto. Algunas
de estas piezas llegan a tener 17 x 3.5 m. Se trata siempre de piezas de
fibra de carbono con acabado semiplano, y en algunos casos, con la
posibilidad de existencia de “manholes” y “mouse-holes”. Airbus lleva algún
tiempo desarrollando sondas de inspección mediante pulso- eco, basadas
en “arrays” de sensores de ultrasonidos. El objetivo es diseñar un robot
móvil autónomo que, llevando acoplada la sonda anterior, sea capaz de
recorrer por completo la pieza a inspeccionar. Su característica principal es
que el robot se desplaza hasta la pieza, en lugar de la pieza hasta el robot,
lo que hace innecesario disponer de una Infraestructura fija de grandes
26
dimensiones en la nave. Como efecto colateral, se disminuye también el
costo de inspección.
En la universidad de Alcalá (Madrid); El profesor J. Pastor, del
departamento de electrónica desarrolló un proyecto de investigación
denominado: la robótica como elemento de motivación del aprendizaje en
los alumnos de ingeniería y potenciación de habilidades profesionales.
Este proyecto se basa en el diseño de pequeños robots móviles y la
participación en competiciones nacionales e internacionales que se está
utilizando en muchos países, además para transmitir conocimientos
técnicos, cómo medio para fomentar la motivación de los alumnos en sus
estudios. En el presente artículo se presentará el estudio que se está
realizando entre los antiguos participantes de una competición de robótica
organizada por el Departamento de Electrónica de la Universidad de Alcalá
(ALCABOT – HISPABOT) que pretende constatar, siguiendo un método
científico, que la participación en estas competiciones no sólo es bueno
para su desarrollo académico sino también para su desarrollo personal y
profesional al potenciar habilidades personales que son valoradas en el
mundo empresarial.
27
Venezuela:
En Venezuela son pocas las universidades con carreras de
ingenierías que se involucren el en área de robótica. A continuación se
nombran algunas y sus respectivos proyectos en cursos referentes a la
robótica:
Universidad simón Bolívar:
En la actualidad la Simón Bolívar posee un grupo de mecatrónica el cual
está conformado por profesores de distintos Departamentos de la
Universidad Simón Bolívar. Por su misma naturaleza la Mecatrónica es un
trabajo Multidisciplinario: que involucra: Electrónica, mecánica, informática
y control. El objetivo principal de este grupo es; Realizar actividades de
Investigación y Desarrollo Tecnológico de Excelencia, a Nivel Nacional e
Internacional, en Robótica de Aplicaciones Especiales, y sus áreas afines,
con el objeto de fortalecer a la Industria Nacional y el desarrollo
tecnológico del país, formando capacidades estratégicas en estas
tecnologías, fomentando la utilización de técnicas avanzadas en
automatización y satisfaciendo necesidades de las empresas en las áreas
de experiencia del grupo En la actualidad cuenta con las siguientes líneas
de trabajo:
• Diseño y Control de Robots para Aplicaciones Especiales.
• Diseño de Algoritmos de Control Avanzado.
• Automatización de Maquinaria Especializada.
• Diseño de Algoritmos de Control Avanzado de Robots.
28
• Buses de Campo en Control de Maquinaria.
• Programa de entrenamiento en Robótica y Control avanzado de
Máquinas-Herramientas.
• Cursos de Post Grado en Robótica y Automatización de
Máquinas-Herramientas.
Bases teóricas
Robótica De acuerdo a Torres F. (2002:12), Conceptualiza la robótica como “una
ciencia que estudia los robots, es multidisciplinar y a su desarrollo han
contribuido los avances y éxitos conseguidos en otras muchas ciencias
dispares entre si, entre las que cabe destacar la automática y la
informática. La cooperación de estas tres ciencias contribuye a la
automatización de importantes procesos industriales ”.
De acuerdo Mikell P. (1989:21) Conceptualiza la robótica como “una
ciencia aplicada que ha sido considerada como una combinación de
tecnología de las maquinas-herramientas y de la informática”.
La robótica es una rama de la tecnología, que estudia el diseño y
construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas repetitivas o
peligrosas para el ser humano. Las ciencias y tecnologías de las que
29
deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas
de estados, la mecánica, la electrónica y la informática
La Robótica comprende campos tan aparentemente diferentes
como diseño de maquinas, teoría de control, microelectrónica,
programación de computadoras, inteligencia artificial, factores humanos y
teoría de la producción. Se puede contemplar la Robótica como una
ciencia que, aunque en ella se han conseguido grandes avances, ofrece
aun un amplio campo para el desarrollo y la innovación tecnológica y es
precisamente este aspecto el que motiva a muchos investigadores y
aficionados a los Robots a seguir adelante planteando Robots cada vez
más evolucionados y complejos. Los aficionados a los Robots también
juegan un papel muy importante en el desarrollo de la Robótica, ya que
son éstos los que, partiendo de una afición firme, con sus particulares
ideas y al cabo de un cierto tiempo de pruebas y progresos, han podido
desarrollar sus teorías y, con ello, crear precedentes o mejorar aspectos
olvidados, así como solucionar problemas no previstos inicialmente.
El auge de la Robótica y la imperiosa necesidad de su implantación en
numerosas instalaciones industriales requiere el concurso de un buen
número de especialistas y aficionados en la materia.
La Robótica es una tecnología multidisciplinar ya que ésta hace uso de los
recursos que le proporcionan otras ciencias afines. Solamente hay que
pensar que en el proceso del diseño y de la construcción de un Robot
intervienen muchos campos pertenecientes a otras ramas de la ciencia,
como pueden ser: Electrónica, Informática, Mecánica, Automática,
30
Matemáticas, etc. y hasta ciencias como la Biología y Psicología en los
campos de investigación profesional destinados a simular y recrear los
comportamientos de los seres vivos.
La Robótica, por lo tanto, es una combinación de todas las disciplinas
expuestas y muchas otras, más el conocimiento de la aplicación a la que
se enfoca, por lo que su estudio se hace especialmente indicado en las
carreras de Ingeniería Técnica y Superior y en los centros de Formación
Profesional. La Robótica brinda a investigadores y aficionados un vasto y
variado campo de trabajo, lleno de objetivos y en estado inicial de
desarrollo. Es muy importante el acercamiento de esta ciencia al hombre
ya que de este acercamiento depende en gran medida el futuro que esta
ciencia promete.
Hay que desmitificar la mala creencia general formada en la sociedad
acerca de la palabra "ROBOT" a raíz de simples películas de ciencia-
ficción ya que los Robots no son malvados por naturaleza, sólo son los lo
que los hombres quieran que lleguen a ser. Aun así, el mundo del cine ha
expuesto a lo largo del tiempo ejemplos de Robots con conductas buenas.
Robótica y la Inteligencia Artificial
La inteligencia artificial es una de las áreas más fascinantes y con más
retos de las ciencias de la Computación ya que ha tomado a la inteligencia
como la característica universalmente aceptada para diferenciar a los
humanos de otras criaturas ya sean vivas o inanimadas, para construir
programas o computadoras inteligentes. Hay preguntas profundas que
31
surgen al hacer esta comparación, y la posibilidad de construir una
inteligencia maquinísta genera y estímula reacciones fuertes. En particular
porque no hay una definición unánime de inteligencia para todas las áreas
del conocimiento y todas las corrientes de pensamiento, y como establece
McFarland, la inteligencia sólo la podemos medir por el resultado, es decir,
podemos apreciar y diferenciar si un comportamiento es o no inteligente.
La investigación en inteligencia artificial se ha disparado buscando solución
al problema si las máquinas pueden pensar. El saber si una máquina es
inteligente o “ha sido enseñada a pensar” se basa en el despliegue de
características que así la califican. Alan M. Turing propuso una prueba
denominada el Juego de la Imitación, que actualmente se conoce como la
prueba de Turing, la pretensión de la prueba es tener una herramienta
objetiva no ambigua de lo que significa que una máquina pueda pensar en
un lenguaje operativo.
Tradicionalmente, en computación la robótica se ha visto como un área de
aplicación del conocimiento en la que se integran diversos conceptos de la
I.A. Según Firebaugh, la IA es el área tecnológica que necesita ser
desarrollada y dominada (conocida a fondo) para acelerar la evolución de
los robots. Esta visión se deriva de los aspectos en los que la I.A. ha
contribuido con técnicas para la comprensión de la robótica y son:
Reconocimiento y comprensión de escenas a través de la visión por
computador.
Análisis de fines medios como una herramienta Procesamiento del
lenguaje natural para la programación y control robótico. Reconocimiento
32
de patrones de los datos de entrada de los sensores. Uso de los modelos
para interpretar y controlar un ambiente operativo. Modelos, algoritmos y
heurísticas para el aprendizaje maquinístico. Supervisión en-línea y “self-
awareness” de la operación del sistema.
Sin embargo con el advenimiento de la robótica reactiva (sistemas
basados en el comportamiento) esta se plantea como la opción para
investigar el objetivo inicial de la I.A.: ¿podemos generar una inteligencia
maquinística comparable a la humana?.
La I.A. tiene aplicación en la Robótica cuando se requiere que un robot
"piense" y tome una decisión entre dos o mas opciones, es entonces
cuando principalmente ambas ciencias comparten algo en común. La I.A.
también se aplica a los ordenadores, ya sean computadores personales ,
servidores de red o terminales de red, ya que su principal aplicación es
desarrollar programas computacionales que resuelvan problemas que
implican la interacción entre la máquina y el hombre, es decir, las
máquinas "aprenderán" de los hombres, para realizar mejor su labor.
Técnicas de la Inteligencia Artificial:
Uno de los más rápidos y sólidos resultados que surgieron en las tres
primeras décadas de las investigaciones de la IA fue que la Inteligencia
necesita conocimiento. Para compensar este logro imprescindiblemente el
conocimiento posee algunas propiedades poco deseables como:
• Es voluminoso
33
• Es difícil caracterizarlo con exactitud
• Cambia constantemente
• Se distingue de los datos en que se organiza de tal forma que se
corresponde con la forma en que va a ser usado.
Con los puntos anteriores se concluye que una técnica de IA es un método
que utiliza conocimiento representado de tal forma que:
• El conocimiento represente las generalizaciones En otras palabras
no es necesario representar de forma separada cada situación
individual. En lugar de esto se agrupan las situaciones que
comparten propiedades importantes. Si el conocimiento no posee
esta propiedad, puede necesitarse demasiada memoria.
Si no se cumple esta propiedad es mejor hablar de "datos" que de
conocimiento.
• Debe ser comprendido por las personas que lo proporcionan.
Aunque en muchos programas, los datos pueden adquirirse
automáticamente (por ejemplo, mediante lectura de instrumentos),
en muchos dominios de la IA, la mayor parte del conocimiento que
se suministra a los programas lo proporcionan personas haciéndolo
siempre en términos que ellos comprenden.
• Puede modificarse fácilmente para corregir errores y reflejar los
cambios en el mundo y en nuestra visión del mundo.
34
• Puede usarse en gran cantidad de situaciones aún cuando no sea
totalmente preciso o completo.
Puede usarse para ayudar a superar su propio volumen, ayudando a
acotar el rango de posibilidades que normalmente deben ser consideradas.
Es posible resolver problemas de IA sin utilizar técnicas de IA (si bien estas
soluciones no suelen ser muy adecuadas). También es posible aplicar
técnicas de IA para resolver problemas ajenos a la IA. Esto parece ser
adecuado para aquellos problemas que tengan muchas de las
características de los problemas de I.A.
Los problemas al irse resolviendo tienen entre las características de su
solución:
• Complejidad
• El uso de generalizaciones
• La claridad de su conocimiento
• La facilidad de su extensión
Investigación y Desarrollo en Áreas de la IA: Las aplicaciones tecnológicas en las que los métodos de IA usados han
demostrado con éxito que pueden resolver problemas complicados de
forma masiva, se han desarrollado en sistemas que:
Permiten al usuario preguntar a una base de datos en cualquier lenguaje
que sea, mejor que un lenguaje de programación.
Reconocen objetos de una escena por medio de aparatos de visión.
35
Generar palabras reconocibles como humanas desde textos
computarizados.
Reconocen e interpretan un pequeño vocabulario de palabras humanas.
Resuelven problemas en una variedad de campos usando conocimientos
expertos codificados.
Aplicación de la Inteligencia Artificial y su Relación con la Robótica.
Tareas de la vida diaria:
• Percepción
• Visión
• Habla
• Lenguaje natural
• Comprensión
• Generación
• Traducción
• Sentido común
• Control de un robot
Tareas formales:
• Juegos
• Ajedrez
• Backgammon
• Damas
36
• Matemáticas
• Geometría
• Lógica
• Cálculo Integral.
• Demostración de las propiedades de los programas.
Tareas de los expertos:
• Ingeniería
• Diseño
• Detección de fallos
• Planificación de manufacturación
• Análisis científico
• Diagnosis médica
• Análisis financiero
La evolución de la I.A. se debe al desarrollo de programas para
computadores capaces de traducir de un idioma a otro, juegos de ajedrez,
resolución de teoremas matemáticos, etc. Alrededor de 1950, Alan Turing
desarrolló un método para saber si una máquina era o no "inteligente"
denominado "Test de Turing", "en el cual un operador tiene que mantener
una conversación en dos sentidos con otra entidad, a través de un teclado,
e intentar que la otra parte le diga si se trata de una máquina o de otro ser
humano. Sobre este test circulan muchas historias ficticias, pero nuestra
37
favorita es la que trata sobre una persona que buscaba trabajo y al que se
le deja delante de un teclado para que se desenvuelva solo. Naturalmente,
se da cuenta de la importancia de este test para sus perspectivas de
carrera y por lo tanto lucha valientemente para encontrar el secreto,
aparentemente sin éxito.
Pero de que sirve crear algoritmos capaces de imitar la inteligencia y el
razonamiento humano; es aquí donde la I. A. y la Robótica tienen un punto
en común.
La robótica y la inteligencia artificial van tomadas de la mano ya que la una
se encarga de la parte mecánica, y la otra de la parte analítica.
La robótica es el diseño, fabricación y utilización de máquinas automáticas
programables con el fin de realizar tareas repetitivas como el ensamble de
automóviles, aparatos, etc. y otras actividades. Por ello pienso que la
robótica es la parte mecánica de una tecnología, en cambio creo que la
inteligencia artificial es la parte analítica o la parte que determina la acción
de los robots, ya que los robots no podrían realizar ninguna tarea sin que
se les indicara u ordenara la tarea, por ello, aquí es donde entra la
inteligencia artificial.
Con la inteligencia artificial se ha logrado que una maquina sea capaz de
desarrollar áreas de conocimiento muy especificas y complicadas,
haciendo que la maquina pueda simular procesos que el hombre realiza.
Pero cabe destacar que aún no se ha logrado que una máquina piense
como un humano, se cree que una limitación es el hecho de que el hombre
38
es irremplazable ya que el ser humano cuenta con una característica
propia la cual es el sentido común. Pero, sin embargo es importante saber
que el desarrollo de estas tecnologías no pretenden reemplazar al ser
humano sino que tratan de mejorar el estilo de vida del ser humano, ya que
por lo menos los robots hacen que el trabajo pesado sea mas fácil de
realizar, y que una máquina no se enferma, ni protesta, ni se cansa y esto
puede elevar su utilidad.
Aplicaciones y usos de la Robótica Los robots no sólo pueden clasificarse atendiendo a algunas característica
de éstos sino que también, y teniendo en cuenta la gran variedad de
ámbitos donde se emplean los robots, estos pueden clasificarse en función
de sus áreas de aplicación . A continuación se enumeran algunas de ellas:
Aplicaciones Industriales La implantación de un robot industrial en un determinado proceso exige un
detallado estudio previo del proceso en cuestión, examinando las ventajas
e inconvenientes que conlleva la introducción del robot. Será preciso
siempre estar dispuesto a admitir cambios en el desarrollo del proceso
primitivo (modificaciones en el diseño de piezas, sustitución de unos
sistemas por otros, etc.) que faciliten y hagan viable la aplicación del robot.
• Ensamblado. Agrupa los robots utilizados en el ensamblado,
inserción, montaje, corte, soldadura, etc.
• De procesamiento especial: agrupa los robots que llevan a cabo
cortes mediante láser o chorro de agua a presión.
39
• De medida, inspección y testeo.
• De empaquetado y paletizaje.
• De estampado.
• De tratamiento a altas temperaturas.
• De modelado de plásticos.
• De soldadura: agrupa los robots de soldadura de arco, punto, gas,
láser, etc.
• De pintura y pegado.
• De carga y descarga.
Clasificación según áreas de Aplicación: Existen otros sectores donde no es preciso conseguir elevada
productividad, en los que las tareas a realizar no son repetitivas, y no
existe un conocimiento detallado del entorno. Entre estos sectores podría
citarse la industria nuclear, la construcción, la medicina o el uso doméstico.
En ninguno de ellos existe la posibilidad de sistematizar y clasificar las
posibles aplicaciones, pues estas responden a soluciones aisladas a
problemas concretos. Este tipo de robots ha venido a llamarse robots de
servicio y pueden ser definidos como: Un dispositivo electromecánico,
móvil o estacionario, con uno o más brazos mecánicos, capaces de
acciones independientes.
Estos robots están siendo aplicados en sectores como:
• Agricultura: Destinados a labores de recolección, clasificación,
reforestación, etc.
40
• Construcción: Destinados a labores de construcción.
• Domésticos: Destinados a labores dentro de las casas particulares.
• Militares: Destinados a desactivar bombas, apagar incendios, etc.
• Educación: Destinados a actividades académicas en todos sus
niveles, niños , jóvenes y adultos.
• Medicina y Salud: Destinadas a labores medicas, operaciones
quirúrgicas, etc.
• Minería: Destinadas a las actividades de explotación minera.
• Espacio: Destinado a las actividades de exploración espacial.
• Submarinos: Destinado a todo tipo de trabajo bajo el agua.
En general, la aplicación de la robótica a estos sectores se caracteriza por
la falta de estructuración tanto del entorno como de la tarea a realizar, y la
menor importancia de criterios de rentabilidad económica frente a la de
realizar tareas en entornos peligrosos o en los que no es posible el acceso
de las personas. Estas características obligan a que los robots de servicio
cuenten con un mayor grado de inteligencia, puesto que se traduce en el
empleo de sensores y del software adecuado para la toma rápida de
decisiones. Puesto que en muchas ocasiones el estado actual de la
inteligencia artificial (disciplina que aborda esta problemática)no esta lo
suficientemente desarrollado como para resolver las situaciones
41
planteadas a los robots de servicio, es frecuente que estos cuenten con un
mando remoto, siendo en muchas ocasiones robots teleoperados.
Dentro del mismo orden de ideas, centros de investigación en robótica,
como la universidad de Carnegie-Mellon o el jet propulsión laboratory (JPL)
en Estados Unidos, han orientado desde hace tiempo buena parte de sus
esfuerzos de investigación en robótica en esta línea, desarrollando robots
especializados, capacitados para trabajar en el exterior, en entornos no
estructurados y peligrosos (superficie de planetas, volcanes, desastres
nucleares, etc.).
Objetivos de la robótica en el ámbito educativo 1-El desarrollo del pensamiento
a- En el contexto de construcción: desarrollando la inteligencia práctica y el
pensamiento creativo.
b- En el contexto de programación: formalizando procesos de acción y
retroalimentación.
2-El desarrollo del conocimiento.
Específicamente de mecánica, electricidad, física en general, matemática y
geometría aplicadas, y programación.
3- La adopción de criterios de diseño y evaluación de las construcciones.
4- La valoración de sí mismos como constructores e inventores en este
contexto.
5- La comprensión y valoración del aporte de la tecnología en el mundo.
42
Robótica y la nuevas tecnologías. EL desarrollo general de la sociedad de la información hace que las
Tecnologías de la Información y la Comunicación estén cada vez más
presentes en la mayoría de aspectos de nuestra vida diaria.
Las nuevas tecnologías abarcan un especto tan amplio de campos
tecnológicos y científicos que las aplicaciones mal diseñadas causantes de
muchos problemas que ya agrupamos bajo el común denominador de
brecha digital (principalmente por su dificultad de uso, por la carencia de
criterios de diseño y por la incompatibilidad entre dispositivos), no
disminuyen sino que aumentan exponencialmente.
Entre las múltiples tecnologías emergentes que surgen casi cada día en
nuestra sociedad tecnificada, hay tres grupos que consideramos pueden
tener una gran importancia para el mejor desenvolvimiento de las personas
con discapacidad en su vida diaria, en sus actividades laborales, en su
autonomía y, en definitiva, en su plena integración social: la domótica, la
robótica y la teleasistencia.
La domótica, que con el transcurso del tiempo ha ido adquiriendo
diferentes nombres a medida que se especializa en aspectos más amplios,
parte de las tecnologías relacionadas con la casa: hoy, términos como
hogar digital, edificios inteligentes, inteligencia ambiental y otros, se
manejan frecuentemente y son diversificaciones de este grupo de
tecnologías.
43
Como ocurre en la mayor parte de las tecnologías emergentes, estamos
hablando bajo este término de muchas tecnologías que a su vez pueden
implicarse en otros aspectos de la vida, pero que centramos en el
ambiente que nos rodea. Semáforos acústicos, automatización de luces,
sistemas de detección de presencia, seguridad electrónica (alarmas y
sensores de fugas de gas, agua etc.), motorización de puertas, ventanas y
persianas, programación de electrodomésticos, sistemas de riego y un
largo etcétera pueden considerarse englobados en la inteligencia
ambiental donde, como es lógico, no falta la informática, centro neurálgico
de esta inteligencia.
La domótica sigue aún considerándose minoritaria y es relativamente cara,
aunque se han experimentado descensos notables en los precios de los
equipos, y no ha sido aún enfocada a aspectos sociales que pueden ser
útiles a las personas con discapacidad. No obstante, como explicaremos al
final del artículo, es patente a la cantidad de ventajas que pueden aportar
al colectivo de personas con discapacidad y al de personas mayores.
La gran cantidad de equipos que pueden ser integrados en el hogar, en
edificios y en el propio entorno (desde un grifo con detección de manos
para ahorro de agua hasta una cámara de seguridad motorizada; desde un
detector de gas hasta un horno con control remoto) nos muestra un
panorama altamente heterogéneo en el que todavía es complejo definir
estándares que garanticen la plena, rápida y sencilla integración de todos
ellos en un punto.
44
Así, para un usuario medio, plantearse automatizar su casa o apartamento,
es hoy algo difícilmente realizable sin el experto asesoramiento de
profesionales que ayuden a integrar las diferentes piezas de este complejo
puzzle en el que cada parte ha de entenderse y comunicarse
necesariamente con las demás a fin de constituir un todo eficaz.
La robótica, que toma su etimología del checo con el significado de
esclavitud, trabajo forzado entre otros, es transversal a la teleasistencia,
toda vez que existen robots capaces de atender y cuidar a personas
mayores o dependientes. Aunque aquí se esperan muchos más avances
en un futuro próximo, existe un reducido número de robots en la actualidad
capaces de realizar algunas acciones en este campo.
Relación de la robótica con otras áreas
La robótica es una disciplina transversal que necesita de otras areas de
investigación: control, mecánica, electrónica, electricidad e informática. La
I+D+i en robótica tiene estrechos lazos con la investigación en otros
campos, especialmente con la automática, en la que interactúan en las
instalaciones industriales, la visión por ordenador que muchas veces se
integra como sensor para robótica, y otras áreas especificas de estudio de
sensores, redes de comunicación, entre otros.
Automática: La automática y la robótica tienen una intima relación
desde el punto de vista que un robot es una máquina automática. Así la
automática estudia los siguientes aspectos:
45
• Sistemas de control de lazo cerrado para el control de movimiento.
• Generación de trayectorias
• Planificación de movimientos.
• Sistemas de percepción, La aplicación de la robótica en entornos
cada vez menos estructurados hace que sea preciso utilizar
sensores que precisan mayor capacidad de procesamiento que da
lugar a nuevas disciplinas de estudios como los sistemas de visión
por computador.
• Actuadores en sus diferentes vertientes: neumática, hidráulica y
eléctrica. Electrónica: Al igual que la automática la electrónica juega un papel
fundamental en el diseño de los sistemas de control de robot. La
generalización de la utilización de los motores eléctricos y sistemas de
alimentación. Al mismo tiempo el diseño de nuevos sensores,
transductores, y sistemas computacionales hace que sea preciso el diseño
de sistemas electrónicos analógicos y digitales con mayores capacidades
de integración y procesamiento.
Informática: La utilización de los computadores en el diseño de los
sistemas de control de robot hace de la informática una de las disciplinas
claves en el campo de la robótica. El diseño de sistemas de control
jerarquizado, generación de trayectorias, planificación, integración
sensorial, nuevas interfaces avanzadas, entre otras. Hace que sea preciso
diseñar programas que integren muchos componentes por lo que es
necesario utilizar técnicas de ingeniería del software, como la utilización de
framewosk de componentes, arquitecturas de referencia, desarrollo de
46
software basado en métodos formales o semi-formales, con el objeto de
conseguir diseños de software de control que sean reutilizables,
escalables, fácilmente mantenibles y seguros. La integración de los robos
en los sistemas de fabricación han promovido el desarrollo de los nuevos
sistemas de redes de comunicaciones. Por otra parte la programación con
restricciones temporales han hecho que emerjan nuevas disciplinas como
los sistemas en tiempo real.
Mecánica: Estudia la estructura mecánica articulada de robot en sus
dos vertientes cinemática y dinámica:
• Cinemática: La cinemática estudia el movimiento de los diferentes
elementos del robot con respecto a un sistema de referencia,
engranaje, etc.
• Dinámica. La dinámica estudia el efecto de las fuerzas sobre el
robot debidas a las distribuciones de masas e inercias. Si bien el
desarrollo de los sistemas de control de muchos robots no
contemplan su estudio dinámico, la necesidad de obtener robots
cada vez mas rápidos y de estructuras más flexibles hace que sea
cada vez mas necesario un estudio profundo de la dinámica del
robot.
Neurociencia: La neurociencia busca explicación a los procesos del
cerebro, la percepción, la filosofía del movimiento, el pensamiento y la
memoria. Las investigaciones de las funciones del sistema nerviosos
desde la formas sub-moleculares hasta los niveles mas complejos tienen
preguntas que se relacionan con nuestra habilidad para sentir, pensar y
actuar automáticamente. La robótica busca las mismas preguntas con el
47
propósito de construir maquinas capaces de poder actuar igual o mejor que
los organismos autónomos. Así se configura una nueva forma de
conocimiento con parte que pertenece a la biología y otra al automatismo
eléctrico, esta nueva forma configura nuevas ideas que pueden servir para
desarrollar ambas disciplinas, todo con el propósito de crear la nueva
evolución nuevos seres, máquinas híbridas y entes cibernéticos.
Inteligencia artificial: El desarrollo de robots flexibles capaces de operar
en entornos cambiantes y que sean capaces de responder a nuevas
situaciones con gran flexibilidad y dispongan de interfaces de
comunicación avanzados como sistemas de reconocimiento de voz y
reconocimiento visual hace que nuevas disciplinas como la inteligencia
artificial empiecen a utilizarse en el campo de la robótica. Las necesidades
de desarrollo dentro del campo de la robótica han forzado al modelado de
técnicas para la resolución de problemas complejos de control que no
hubiesen sido posible de llevar a cabo sin la ayuda de la inteligencia
artificial. Así entre las técnicas de inteligencia artificial que se están
aplicando en la robótica, cabe destacar: lógica borrosa, redes neuronales,
algoritmos genéticos, teoría del caos, teoría del aprendizaje, sistemas
expertos y el razonamiento aproximado.
Ciencia de los materiales: El desarrollo de robots mas rápidos y
flexibles obliga a realizar diseños con materiales mas ligeros y resistentes.
Sin embargo, cada día aparecen nuevas ciencias que juegan un papel
esencial en el campo de la robótica como la nanotecnologia que en un
futuro permitirá el desarrollo de nano robots capaces de manipular
48
moléculas o estructuras atómicas y que serán capaces de reparar lesiones
y curar enfermedades.
Evolución De La Robótica Industrial A finales del año 2004, según el informe UNECE/IFR World Robotic 2005,
el parque de robot industriales activos en el mundo era de 847.764. El
análisis de la evolución de esta cifra a largo tiempo, muestra claramente
una estabilización o incluso una cierta recesiòn en su tasa de crecimiento
anual recuperada ligeramente en año 2004, a continuación se muestra la
siguiente grafica Nº1.
(Fuente: Libro Blanco de la Robótica: 2006)
Grafico Nº 1: Evolución de los Robot industriales instalados en el mundo.
49
Efectivamente, tras 2 años de caída en la demanda de Robot, a partir del
año 2003 se ha experimentado una cierta recuperación en el incremento
de ventas respecto del año anterior, siendo este del 17% durante el año
2004. Este incremento se concentro en la fuerte demanda de los países
asiáticos y un crecimiento moderado en Europa y EEUU. En ambos casos
motivados por las fuertes inversiones realizadas en la industria del
automóvil y en la industria eléctrica/electrónica.
Es significativo (Grafico Nº 2), que países como Japón, donde se
encuentra el 42% de los robot instalados en el año 2004(356.483 de los
847.764 Robots en el mundo) hayan experimentado e incluso en los
últimos años una tasa negativa en el numero de Robot instalados. Se
aprecia un importante crecimiento de la Robótica en Europa pase a que
los centros de producción manufacturera están desplazando a los países
en vías de desarrollo.
También es importante señalar que aunque Japón es líder de un número
de Robot, las empresas europeas dominan claramente el mercado
mundial. La tradición europea en áreas tales como la mecánica de
precisión, en controles avanzados y novedosos sistemas sensoriales, han
hecho que la industria Robótica este dominada en la actualidad por
empresas europeas. De las tres empresas mas grandes del mundo dos
son europeas ( (ABB Robotics y Kuka) y una japonesa ( Fanuc). ABB
es un líder indiscutible, estimándose que su cuota de mercado mundial es
de 30% . ABB empresa de origen sueco desarrollo el primer Robot
servocontrolado de la historia en 1974. Kuka, empresa alemana, que
50
empezó la fabricación de Robot en serie en 1977, es la tercera productora
de Robot del mundo. En segundo lugar por producción lo ocupa Fanuc,
empresa creada hace 45 años para elaborar controles numéricos, que en
la última década se ha especializado en Robótica.
(Fuente: Libro Blanco de la Robótica)
La lenta evolución de la Robótica industrial puede ser justificada por la
posible saturación del mercado industrial de los Robots manipuladores, en
particular de las grandes industrias fabricantes de automóviles, habiéndose
cubierto las actividades Robotizables con la tecnología existente, y
quedando las ventas restringidas en gran medida a la sustitución de
unidades obsoletas.
Grafico Nº 2: Evolución del número de Robot industriales instalados por continentes.
51
España, con 21.893 unidades, ocupa un significativo 7 lugar mundial en
cuanto a numero de Robots instalados, estando por delante Japón,
Alemania, EEUU, Italia, Corea y Francia( Grafico: Nº 3). Este hecho es
debido fundamentalmente que España es uno de los mayores fabricantes
de coches en el mundo siendo el quinto/sexto, según el año. El crecimiento
del parque de Robot España se ha consolidado los últimos años: un 14% y
un 11% en 2002 y 2003, respectivamente según la AER(Asociación
Española de Robótica). La industria española cuenta con una alta
densidad de Robots, mas de 70 Robots por cada 10.000 trabajadores,
siendo la industria del automóvil la responsable en gran parte de este
crecimiento, dado que instala aproximadamente un 65-70% de todos los
Robots. En este sector las aplicaciones de soldadura por puntos, por arco
y pintura son las más demandadas
Grafico Nº 3: Parque mundial de Robots en el 2004 (sin Japón).
(Fuente: Libro Blanco de la Robótica)
52
CAPÍTULO I I I
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Investigación
De acuerdo al problema planteado y a las características del
mismo, donde se propone la aplicación de la robótica en las carreras de
ingeniería en universidades de la región Guayana UNEG-UNEXPO y en
función de sus objetivos, se realizó una investigación de alcance
descriptivo.
Tal como lo cita Tamayo (2005), la investigación es descriptiva,
cuando...
Comprende la descripción, registro, análisis e interpretación de la naturaleza actual y la composición o proceso de los fenómenos. El enfoque se hace sobre conclusiones dominantes o sobre como una persona, cosa o grupo se conduce o funciona en el presente. La investigación descriptiva trabaja sobre realidades del hecho, y su característica fundamental es la de presentar una interpretación correcta. (p. 46).
En el marco de la investigación planteada se adecua a los propósitos
de un proyecto factible, de acuerdo al contexto de estudio propuesto. El
Manual de Trabajos de Grado de Maestría y Tesis Doctorales de la
Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL, 2003), establece
que el proyecto factible consiste en:
53
La investigación, elaboración y desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la formulación de políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos. El proyecto debe tener apoyo en una investigación de tipo documental, de campo, o en un diseño que incluya ambas modalidades. (Artículo 14, p. 16). Según su estrategia, puede ser considerada de Campo, ya que los
datos se obtuvieron mediante la observación y aplicación de instrumentos
de recolección de información diseñados para tal efecto. De acuerdo al
Manual de la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL
2003) , se conceptualiza esta investigación como: “...el análisis sistemático
del problema con el propósito de describirlo, explicar sus causas y efectos,
de tal manera que los datos son recabados por el propio autor, por lo que
se trata de un estudio a partir de las fuentes primarias”. (p. 14).
Población y muestra.
Población De acuerdo a Santa P. (2004: 93). Conceptualiza la población como un
conjunto finito o infinito de elementos, personas o cosas pertenecientes a
una investigación y que generalmente suele ser inaccesible.
54
Muestra En las investigaciones de campo existe varios tipos de muestreo para el
desarrollo de esta investigación se utilizó el muestreo probabilistico, donde
según Roberto H.(2003:305). Conceptualiza la muestra probabilística
como un subgrupo de la población en el que todos los elementos de ésta
tienen la misma probabilidad de ser elegidos.
Es importante destacar que el muestreo probabilístico existe casos
particulares siendo utilizado en esta investigación el muestreo
probabilistico estratificado definida por, Roberto H.(2003:313): Como un
subgrupo en el que la población se divide en segmentos y se selecciona
una muestra para cada segmento.
En la presente investigación, las poblaciones están representadas
de la siguiente manera; en la UNEG las carreras de ingeniería en
informática con una población de 880 alumnos, con una muestra calculada
de 108 alumnos a ser encuestados y en ingeniería industrial de 1013, con
una muestra calculada de 110 alumnos. La UNEXPO con las carreras de
ingeniería electrónica con una población de 1030 alumnos con una
muestra calculada de 110 y por ultimo la carrera de ingeniería industrial
con una población de 842 con una muestra calculada de 107.
Es importante resaltar que se aplicarán criterios muéstrales, por
considerarse que se tomarán diferentes muestras de varias poblaciones.
55
Procedimientos y técnicas de recolección de información
La técnica a utilizar para la recolección de información será la
aplicación de una encuesta definida por Santamaría P. (2004; 111); Como
una técnica destinada a obtener datos cuyas opiniones interesan al
investigador. En este caso, para determinar la aplicación de la robótica en
las carreras de ingeniería: Ésta se elaboró con preguntas siguiendo un
orden lógico y preciso, preparado en relación al sistema de variables
detallado en cuadro Nº 1, así como también un modelo del instrumento a
aplicar, ver anexo A.
La encuesta contiene quince (15) preguntas cerradas. Este
instrumento permitirá al estudiante encuestado expresar su opinión de
manera escrita. Con la aplicación del instrumento se conocerá la opinión
de estudiantes de las diferentes carreras de ingenierías de las
universidades públicas de la región Guayana (UNEG y UNEXPO)
56
Cuadro No. 1 Sistema de Variables OBJETIVO CATEGORIAS DIMENSIONES INDICADORES Describir la situación actual de la robótica y su aplicación en las carreras de ingeniería en universidades a nivel Internacional, Nacional y Regional
Experiencias académicas en las carreras de ingenierías en el áreas de robótica
Formación y experiencias técnicas con alumnos de universidades y centros de investigación de robótica.
Especializaciones u otros estudios
realizados con la aplicación de la robótica.
Cursos y talleres ofrecidos por la por universidades referentes a la robótica .
Laboratorios de robótica existentes en las universidades para la enseñanza de la robótica.
Tipo de formación y experiencias en el área de robótica en la ingeniería.
Porcentaje de carreras de ingenierías con la aplicación de las nuevas tecnologías orientados a la robótica
Tipo de curso, talleres y otros,
ofrecidos por universidades en la utilización de la robótica.
Porcentaje de horas / asignados
para le enseñanza y control de robótica.
.
Determinar si los estudiantes de las carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana.(Uneg, Unexpo), tienen conocimiento en el área de la Robótica.
Conocimientos teóricos y prácticos de la robótica en las carreras de ingenierías en la Uneg, Unexpo.
Uso y dominio de tecnologías en la robótica.
Estrategias utilizadas para la aplicación y manejo de la robótica dirigidas a los alumnos de las carreras de ingenierías.
Experiencias y conocimientos de los alumnos en la robótica.
Tipo de materiales y
documentación de aplicación de la robótica utilizada.
Existencia de laboratorio de Robótica.
.
57
Cuadro No.1 (Conti.)
OBJETIVO CATEGORIAS DIMENSIONES INDICADORES
Determinar la necesidad que justifique la aplicación de la robótica de las carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana.(Uneg, Unexpo).
Nivel de conocimientos
de alumnos estudiantes de las carreras de ingenierías en el área de robótica
Necesidad de adquirir nuevos
conocimientos y aprendizaje en aplicaciones de la robótica.
Determinación de las necesidades
para hacer usos de la aplicación de la robótica a los estudiantes de las carreras de ingeniarías de uneg-unexpo.
Proponer estrategias de aplicación de la robótica en las carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana (Uneg, Unexpo), para fortalecer el conocimiento y formación de los alumnos en cuanto a los
Propuesta de formación académica el la aplicación de la robótica.
Incluir en el pensum de estudios, asignaturas relacionadas con la aplicación y uso de la robótica.
Infraestructura y plataforma
para implementar la aplicación de la robótica
Planificación y organización del proceso de formación en la aplicación de la robótica.
Dominio básico de los conceptos de robótica.
Números de horas para la adquisición de los conocimientos básicos en robótica.
58
avances tecnológicos
Número de computadores, software y robot..
Laboratorios dotados con los implementos básicos de robótica para cubrir la demanda.
59
Validez y Confiabilidad
El instrumento fue validado por docentes expertos en las áreas de
investigación, así como también con conocimientos en Informática y
electrónica, los cuales dieron su aceptación de acuerdo a las variables y
dimensiones del sistema diseñado en el cuadro 1 y de la coherencia del
contenido del instrumento. En el mismo confirmaron que dicho
instrumento reúne los requisitos para ser aplicados a la población
seleccionada, utilizando para ello la técnica de juicio de los expertos.
Según Santa Palella Straczzi. (p. 146), la validación, en términos
generales, se refiere al grado en que un instrumento realmente mide la
variable que pretende medir. La validez es un concepto del cual pueden
tenerse diferentes tipos de evidencias: evidencias que deben estar
relacionadas con el contenido, con el criterio y con el constructo”. Este
instrumento se puede visualizar en el anexo B.
Adicionalmente, se realizó una prueba piloto a 30 estudiantes de la
carrera de ingeniería en informática de la uneg para verificar que la
encuesta cumplía con los requerimientos, es decir, que las preguntas
a responder por los estudiantes se entendían y las respuestas guardaban
una relación coherente con los objetivos planteados en el sistema de
variables, ver anexo A.
Para medir la confiabilidad se utilizó el software estadístico “SPSS”
y se calculó utilizando la técnica estadística del coeficiente Alfa
60
Cronbrach. Obteniéndose un resultado de 0.48, de 435 casos con solo 11
ítems. Estando dentro de la escala media de factibilidad.
Técnica de análisis de datos
Una vez finalizada la recolección de los datos a través de los
instrumentos seleccionados, se procedió a organizar y clasificar los
mismos de acuerdo a los contenidos de los formatos, realizando la
codificación. La encuesta se codifico de acuerdo a los campos que lo
conforman, con la finalidad de facilitar el procesamiento y almacenamiento
de los datos por medio del programa de computación SPSS (Statistical
Product and Service Solutions), ver Anexo C. La cual es una potente
herramienta de tratamiento de datos y análisis estadístico, creándose la
base de datos, además de utilizar el programa de aplicación de hojas de
cálculo, como Excel para diseño de graficas.
Estos datos fueron representados por medio de tablas y gráficos
para lograr ordenar los resultados y así poder apreciar la distribución
porcentual de los mismos. El uso de estas representaciones es a objeto de
facilitar las interpretaciones, visualización y de ésta manera mostrar
gráficamente sus tendencias, para luego proceder a los análisis de los
resultados, la cual se muestra en el capítulo IV.
61
CAPITULO IV
PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS A continuación se presentan los resultados obtenidos mediante la
aplicación de la encuesta s realizadas, a una muestra representativa de
los alumnos de las carreras de ingeniería en informática e industrial de la
uneg y a lo alumnos de las carreras de ingeniería industrial y electrónica de
la unexpo, tal como se aprecia en el anexo A, dichos resultados están
estructurados de acuerdo a los objetivos específicos planteados.
Determinar si los estudiantes de las carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana.(Uneg, Unexpo), tienen conocimiento en el área de la Robótica.
163
55
144
73
0
50
100
150
200
Uneg unexpo
Universidades de la Región
Robótica
SiNo
Grafico Nº 4: ¿Conoce el Concepto de Robótica?.
62
165
48
142
80
020406080
100120140160180
Masculino Femenino
Sexo
Robòtica
SiNo
86
22
130
87 91
19
0
20
40
60
80
100
120
140
Iformàtica Industrial Electrònica
Carreras
Robòtica
SiNo
Grafico Nº 4.1: ¿Conoce el Concepto de Robótica?.
Grafico Nº 4.2: ¿Conoce el Concepto de Robótica?.
63
Haciendo un análisis de la grafica Nº 4 se separa por la cantidad de
estudiantes encuestados en la Uneg y la unexpo donde el en la uneg 163
alumnos respondieron conocer el concepto de robótica y 55 no lo
conocen, en cuanto a la Unexpo 144 alumnos respondieron si conocer el
concepto y 73 no lo conocen. La siguiente grafica Nº4.1 muestra los
resultados de los encuestados por sexo en total la población encuestada
fue de 435 quedando los resultados de la siguiente manera del sexo
masculino 165 respondieron conocer el concepto de robótica y 40 no lo
conocen, mientras que el sexo femenino 142 conocen el concepto y 80 lo
desconocen. Por ultimo se realizo otra grafica por carreras (N º4.2) , donde
la carrera de informática se pudo conocer 86 alumnos de la muestra
seleccionada respondieron que si conocen el concepto y 22 no lo conocen.
En industrial 130 si lo conocen y 87 no lo conocen, mientras que en
electrónica 91 si lo conocen y 19 no lo conocen.
En conclusión se determino que 71% de los encuestados conocen el
concepto de robótica como se muestra en la siguiente grafica.
64
Robòtica
71%
29%
SiNo
87 92
20 181
73
113
18 13
020406080
100120
Bajos
Pocos
Bueno
s
Median
osAlto
s
Nivel
Uneg
unexpo
Grafico Nº 4.3: ¿Conoce el Concepto de Robótica?.
Grafico Nº 5: ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de Robótica?
65
45 46
11 5 1
83100
15 1932
59
12 70
20406080
100120
Bajos
Pocos
Bueno
s
Median
osAlto
s
Nivel
IformaticaIndustrialElectronica
Grafico Nº 5.1: ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de Robótica?
66
Haciendo un análisis de la grafica Nº 5 se separa por la cantidad de
estudiantes encuestados en la Uneg y la unexpo donde el en la uneg 87
tienen conocimientos bajos, 92 conocimientos pocos, buenos20, medianos
18 y altos, en cuanto a la Unexpo 73 alumnos respondieron tener bajos
conocimientos, 177 pocos, buenos 18 y 13 altos. La siguiente grafica Nº 5.1 Por ultimo se realizo otra grafica por carreras, donde la carrera de
informática se pudo conocer que 45 tienen conocimientos bajos, 46 pocos,
buenos 11 medianos 5 y altos 0.En industrial 83 respondieron tener
conocimientos bajos, 100 pocos, 15 buenos, 19 medianos y 1 alto,
mientras que en electrónica 32 tienen conocimientos bajos, 59 pocos, 12
buenos, 7 medianos y altos 0.
En conclusión se determino que 37% de los encuestados tienen
conocimientos bajos, el 47 % pocos, 9% buenos, medianos 7% y altos 0
% como se muestra en la siguiente grafica.
37%
47%
9% 7% 0% BajosPocosBuenosMedianosAltos
Grafico Nº 5.2: ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de Robótica?
67
Universidades en la regiòn que Involucren àrea de robòtica
9%
91%
SiNo
Haciendo un análisis de la población total encuestada de 435 alumnos un
91% desconoce de alguna universidad que imparta en sus asignaturas
conocimientos en el área de robótica, mientras que el 9% según su
respuesta conocen. Desde este punto de vista se pudo observar que existe
una mayoría en responder adecuadamente la pregunta de no conocer
ninguna universidad en la región que sus carreras se relacionen con áreas
de la robótica.
Grafico Nº 6: ¿Conoce usted alguna universidad de la región que en sus carreras involucre los conocimientos de robótica ?
68
Conocimientos en el Àrea de Programaciòn
80%
20%
Si
No
Haciendo un análisis de la población total de 435 alumnos encuestados el
80% respondió tener conocimientos en el área de programación y el 20%
respondió no tener.
Conoce Algùn Tipo de Robot Aplicado a la Enseñanza
21%
79%
Si
No
Grafico Nº 7 : ¿Tiene usted conocimientos en el área de programación ?
Grafico Nº 8 : ¿Conoce algún tipo de robot aplicado a la enseñanza ?
69
Haciendo un análisis de la población total de 435 alumnos encuestados el
79% respondió no conocer ningún tipo de robot aplicado a la enseñanza y
el 21% respondió si conocerlo.
Determinar la necesidad que justifique la aplicación de la robótica de las carreras de ingeniería en universidades de la región Guayana.(Uneg, Unexpo).
Catedra relacionada con la robòtica
97
177
105
11
40
50
50
100
150
200
Iformatica Industrial Electronica
Carreras
SiNo
Grafico Nº 9 : ¿Siendo usted estudiante de alguna de las carreras antes mencionadas le gustaría que en el pensum de estudio exista una cátedra en el área de robótica ?
70
Haciendo un análisis de la grafica Nº 9. De los alumnos encuestados en la
carrera de informática 97 respondieron estar de acuerdo a la existencia en
el pensum de una cátedra de robótica y 11 alumnos respondieron no estar
de acuerdo se pudo . En industrial 177 alumnos respondieron estar de
acuerdo y 40 no están de acuerdo, mientras que en electrónica 105 si
están de acuerdo y 5 no lo conocen.
En conclusión en la grafica siguiente se expresa en un 87% de la
población total encuestada que estaría de acuerdo en que se involucre la
cátedra de robótica en las carreras ya mencionadas .
Le Gustaria la Existencia en el Pensum de Estudio de Una Catedra Relacionada con la Robotica
87%
13%
Si
No
Grafico Nº 9.1 : ¿Siendo usted estudiante de alguna de las carreras antes mencionadas le gustaría que en el pensum de estudio exista una cátedra en el área de robótica ?
71
101
192
106
725
40
50
100
150
200
250
Iformatica Industrial Electronica
Carreras
SiNo
Haciendo un análisis de la grafica Nº 10 . De los alumnos encuestados en
la carrera de informática 101 respondieron estar de acuerdo en adquirir
conocimientos en básicos en el área de robótica y 7 alumnos respondieron
no estar de acuerdo. En industrial 192 alumnos respondieron estar de
acuerdo y 25 no están de acuerdo, mientras que en electrónica 106 si
están de acuerdo y 4 no.
En conclusión en la grafica siguiente se expresa que en un 92% de la
población total encuestada de 435 alumnos esta de acuerdo en que se
involucre la cátedra de robótica en las carreras ya mencionadas, mientras
que el 8% de la población no lo esta.
Grafico Nº 10 : ¿ De incluirse la robótica como cátedra en su carrera estaría usted de acuerdo en adquirir los conocimientos básicos sobre la misma?
72
Adquirir lo conocimientos bàsicos en robòtica
92%
8%
SiNo
Robòtica ùtil para el sector educativo
91%
9%
SiNo
Grafico Nº 10.1 : ¿ De incluirse la robótica como cátedra en su carrera estaría usted de acuerdo en adquirir los conocimientos básicos sobre la misma?
Grafico Nº 11: ¿Considera usted que la robótica es útil para el sector educativo?
73
Haciendo un análisis de la población total de 435 alumnos encuestados el
91% respondió la robótica es útil para el sector educativo y el 9%
respondió que la misma no era útil.
Aprender a Programar Robot
94%
6%
Si
No
Haciendo un análisis de la población total de 435 alumnos encuestados el
94% respondió que le gustaría aprende a programar robot y el 6% no esta
de acuerdo útil para el sector educativo y el 9% respondió que la misma
no era útil.
Grafico Nº 12: ¿Le gustaría aprender a programar robot?
74
CONCLUSIONES
Las nuevas tecnologías día a día han venido masificándose en
nuestra sociedad en el ámbito educativo y laboral lo cual ha generado un
impacto beneficioso para facilitar el quehacer cotidiano del ser humano
reflejado en uno de los ejemplos más sencillos como lo es, el uso del
computador. En este sentido, las herramientas tecnológicas permiten al
hombre tener una visión diferente del mundo ya que permiten de una forma
innovadora y práctica analizar, diseñar y resolver problemas presentes en
el entorno. Por consiguiente, la robótica representa una de éstas
herramientas y se entiende como una ciencia multidisciplinaria que ofrece
un campo amplio para el desarrollo de las innovaciones tecnológicas a
través de la programación de robot, para cumplir determinadas tareas.
Dentro del mismo orden de ideas, motivado a la simplificación de
múltiples trabajos del hombre por medio de este valioso recurso, es
necesario la inclusión de la robótica en el sector educativo por
considerarse de mucha utilidad para la formación académica de los
estudiantes de ingeniería, en este caso, de las universidades públicas de la
región Guayana ( Universidad Nacional Experimental de Guayana y
Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre- Núcleo Puerto Ordaz), con el propósito de permitir a los alumnos
desarrollar nuevos conocimientos en cuanto a las áreas tecnológicas
partiendo principalmente del uso de esta herramienta, quién se ha venido
75
desarrollando como una forma de proponer solución de problemas en
distintas áreas del conocimiento y a su vez integrándolas de forma natural.
En consecuencia, como producto de la aplicación de las encuestas
a una muestra representativa de la población, que constituye los
estudiantes de las carreras de ingeniería, y basados en los resultados
obtenidos se evidenció la necesidad de proponer en estas casas de
estudios anteriormente citadas, nuevos ambientes de formación académica
a través del uso y aplicación de la robótica en asignaturas que guarden
relación con las áreas de nuevas tecnologías presentes en cada uno de los
diferentes proyectos de carrera. La puesta en marcha de esta propuesta
permitirá que los alumnos integren diversas disciplinas entre las
ingenierías con la finalidad de enfrentar la realidad de los cambios
tecnológicos por medio de sus propias invenciones.
También, podrán adquirir habilidades para estructurar investigaciones y
resolver problemas concretos convirtiéndolos de esta manera en
profesionales con capacidad de desarrollar nuevos conceptos que les
facilitará dar respuestas a los entornos actuales y ambientes para el
desarrollo de nuevos conocimientos así como también, la posibilidad de
codificar la realidad. Es decir, mediarla, transformarla, conservarla,
restituirla y utilizarla. Por otro lado, es importante destacar que con el uso y
aplicación de la robótica los alumnos podrán integrar distintas áreas de
conocimiento mediante el uso del computador, adquiriendo de esta manera
habilidades y nociones científicas dentro de un proceso de resolución de
76
problemas que incluso permita a su vez desarrollar un pensamiento
sistémico, estructurado y formal, en una realidad donde se perciban los
dificultades.
En términos generales se puede afirmar que se cumplieron con los
objetivos propuestos en esta investigación. En el marco de referencia se
logró una descripción de la situación actual de la robótica y sus
aplicaciones en las carreras de ingeniería a nivel internacional y nacional,
encontrándose que en la región Guayana no existen universidades
públicas que incluyan esta herramienta tecnológica dentro del pensum de
estudios de las diferentes carreras seleccionadas para esta investigación.
En otro orden de ideas, se logró determinar que los estudiantes
encuestados tienen bajos conocimientos en el área de robótica y un alto
porcentaje como se muestra en los resultados, considera importante
adquirir conocimientos en esta materia y en consecuencia aprender a
lenguajes de programación relacionados con la misma, razón por la cual se
propone la aplicación de la robótica con el fin de fortalecer sus
capacidades como futuros profesionales de la industria y garantizar su
posibilidad de ingresar de forma eficaz y productiva, sin traumas, al campo
laboral que cada día es más competitivo, como consecuencia de los
avances tecnológicos quienes van de la mano del progreso y adelanto de
las sociedades.
77
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Universidad Nacional Experimental del Táchira(2006). Laboratorio de Prototipos.
Documento en línea. Disponible: http://www.ula.ve/cdcht/nucleo_nacional_cdcht/Reuniones/Presentaciones/prototipos.ppt#256,1. Consulta, 2007, Febrero.
Vallejo, H. (2005). PLC Y ROBOTICA. Revista: Club del Saber Electrónica.
Quart SRL de Argentina. Colección Nº 5.
82
ANEXOS
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ANEXO A.
UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL
DE GUAYANA DOCTORADO EN GESTION TECNOLÓGICA
El siguiente instrumento tiene como propósito recolectar información relacionado con la aplicación de la Robótica en las carreras de ingeniería en universidades de la Región Guayana.
UNEG UNEXPO 1 Universidad:
MASCULINO FEMENINO 2 Sexo
16–20 años 21–25 años 25-30 años 30 o mas años 3 Edad
INGENIERÍA INFORMÁTICA
INGENIERÍA INDUSTRIAL.
INGENIERÍA ELECTRÓNICA 4 ¿Cuál es la carrera que esta
estudiando?
SI NO 5 ¿Conoce el concepto de Robótica?
BAJOS POCOS BUENOS MEDIANOS ALTOS
6 ¿En que nivel se encuentran sus conocimientos en el área de la robótica?.
SI NO
7 ¿Conoce usted de alguna universidad de la región que en sus carreras involucre los conocimientos de robótica?.
SI NO
8
Siendo usted estudiante de alguna de las carreras antes mencionadas le gustaría que exista en el pensum de estudio una cátedra relacionada con la robótica.
SI NO
9
De incluirse la robótica como cátedra en su carrera estaría usted interesado en adquirir los conocimientos básicos sobre la misma.
84
SI NO 10
¿Conoce usted algún laboratorio de Robótica en alguna universidad de la región?.
SI NO 11 ¿Considera usted que la robótica es
útil para el sector educativo? SI NO
12 ¿Conoce algún tipo de robot aplicado a la enseñanza?
SI NO 13 Tiene usted conocimientos en el
área de programación.
SI NO 14
¿Conoce usted algún lenguaje de programación que guarde relación con la robótica?.
SI NO 15
Le gustaría aprender a programar
robot.
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Anexo B. Planilla Informe de Validación de Expertos
Validación de Expertos
EVALUADOR: Lic. Master: Maria Del Pino Damas
Firma: C.I: 12.894.480
Lic.Master: Maria Del Pino
1. Concordancia de las preguntas con los objetivos específicos
83%
2. Claridad en la formulación de las preguntas 79%
3. Los indicadores elaborados miden las dimensiones planteadas
85%
EVALUADOR: Ing. Ricardo Giorgi
Firma: C.I: 82.282.089
4. Concordancia de las preguntas con los objetivos específicos
87%
5. Claridad en la formulación de las preguntas 82%
6. Los indicadores elaborados miden las dimensiones planteadas
80%
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Anexo c Base de datos de los alumnos encuestados