robótica introducción e historia

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Introducción a la Robótica Ing. Teófilo Copa F. Dpto. Informática UAJMS [email protected]

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Introducción a la robótica, clasificación e historia de la robotica

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Page 1: Robótica Introducción e Historia

Introducción a la RobóticaIng. Teófilo Copa F.

Dpto. Informática [email protected]

Page 2: Robótica Introducción e Historia

Contenido

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

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Contenido

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

Page 4: Robótica Introducción e Historia

Introducción

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

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

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

Page 5: Robótica Introducción e Historia

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

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

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

propia existencia.

Page 6: Robótica Introducción e Historia

Introducción

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

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

realización de tareas aburridas o repetitivas.

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INTRUDUCCIÓN

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

equipos externos.• Inteligencia: debe poseer la capacidad de

razonar, tomar decisiones propias.

Page 8: Robótica Introducción e Historia

Introducción• Muchas películas muestran a los robots como

máquinas dañinas y amenazadoras

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Introducción

Page 10: Robótica Introducción e Historia

Introducción• Otras peliculas retratan como ayudantes de los humanos

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Definición

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

dispositivos especializados a través de movimientos programados

- Robot Institute of America 1979 -

Page 12: Robótica Introducción e Historia

Definición

“Un dispositivo automatico que realiza funciones que

normalmente se considera o debieran ser realizados por

humanos”- Diccionario Webster -

Page 13: Robótica Introducción e Historia

Definición

“Máquina o ingenio electrónico programable, capaz de manipular

objetos y realizar operaciones antes reservadas sólo a las personas”

- Diccionario Real Academica -

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Historia

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

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Historia

• Talos

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

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Historia

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

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Historia

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

basados en poleas y bombas hidráulicas.

Eolipila de heronTeatro automático Puerta Automática

Herón

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Historia• Arabia

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

El Reloj Mecánico

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Historia

La Civilización Árabe, Concibe el robot autómata como un

elemento para el confort del ser humano.

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Historia• Edad Media

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

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Historia• Edad Media

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

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Historia• Renacimiento

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

Page 23: Robótica Introducción e Historia

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

Page 24: Robótica Introducción e Historia

Historia• Renacimiento

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

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Historia• Siglo XVIII - XIX

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

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Historia• Siglo XVII - XIX

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

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Historia• Siglo XVII - XIX

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

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Historia• Siglo XVII - XIX

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

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Historia• Siglo XVII - XIX

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

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Historia• Siglo XVIII – XIX – Revolución Industrial,

propuso un gran avance en el campo de la robótica.

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

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Historia

• Siglo XVIII – XIX – Maillardet (1805),

Autómata capaz de hacer dibujos.

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Historia• Siglo XVII - XIX

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

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Historia• Siglo XVII - XIX

Variantes de juguetes karakuri

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Historia• 1921

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

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

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

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

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

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

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

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

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Historia• 1962

Aparece el primer brazo industrial robótico

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Historia

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

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Historia

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

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Historia• 1999, Sony lanza el perro mascota Robótico

AIBO

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Historia

• 2000, Honda presenta a ASIMO el robot Humanoide

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Historia

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

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Estado Actual

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

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Estado actual

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

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

Bots”.

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Impacto de los robots

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

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Impacto de la robótica

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

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Clasificación

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

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

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

Brazo robótico utilizado en la soldadura

Robots utilizado en el ensamblaje de automóviles

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Clasificación en base a su arquitectura• Móviles, Cuentan con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o

plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores

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

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

Page 52: Robótica Introducción e Historia

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

y no caminadores)

Page 53: Robótica Introducción e Historia

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

brazo)

Page 54: Robótica Introducción e Historia

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

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

Page 55: Robótica Introducción e Historia

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

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

Page 56: Robótica Introducción e Historia

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

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

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

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

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

una secuencia numérica almacenada en disco o cinta magnética

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

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

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

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

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

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

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El futuro

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

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

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

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Futuro

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

a los problemas de seguridad.– Automatización Industrial.

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Futuro

La robótica será una parte esencial en la

futura sociedad de la información y las comunicaciones …