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TEORIA COMPUTACIONAL 2012
LA ROBÓTICA
1. INTRODUCCION A LA ROBOTICA
Desde hace cientos de años antes de Cristo, la robótica fue un campo conocido por la
humanidad, aunque no la conocían con tal nombre. Se crearon miles de máquinas
hechos de madera, metal y otros materiales resistentes, para facilitar las labores de
quienes las inventaban; se crearon máquinas para complacer los deseos de reyes y
monarcas con el fin de conquistar tierras y colonias, se crearon para adornar palacios
y para realizar labores domésticas
Considerando los adelantos de la ciencia y la tecnología en un mundo actual donde
existen grandes cambios e innovaciones en la industria, podemos abordar un tema
muy interesante como lo es la robótica, que, a pesar de ser una ciencia relativamente
nueva, ha sido un motor que ha impulsado el avance de la tecnología. Es un tema de
interés el cual, trata sobre el diseño de maquinas capaces de desempeñar tareas que
para el ser humano son muy difíciles y hasta peligrosas de efectuar. Para desarrollar
el ámbito de la robótica también están involucradas otras ramas de la tecnología que
ayudan al desarrollo de la robótica como lo son: la electrónica, la física, la informática,
la mecánica y otras.
En nuestros días, podemos observar que la tecnología ha avanzado de una forma
increíble que hasta es posible crear vida artificial reduciendo así muchas tareas que
para el ser humano, serian difíciles deefectuar o al menos, tardaríamos mucho en
realizarlas, así como son las actividades repetitivas. Pero la principal función de estas
maquinas es reemplazarla mano de obra del hombre en aquellos trabajos en los que
las condiciones no son las adecuadas. Por ello, es interesante el hecho de que el
hombre se ha dado a la tarea de construir maquinas capaces de imitar a algunas
partes del cuerpo humano. La aplicación de esta tecnología se da mucho a conocer en
el ámbito de la industria que está caracterizada por grandes innovaciones, adelantos y
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avances tecnológicos. Estas maquinas que estamos considerando son conocidas
como robots, pero, ¿Qué es un robot? Podríamos definirlo como una máquina de
componentes mecánicos y electrónicos que se puede programar para que realice
diversas funciones y que tiene características similares a las de un ser humano.
Cuando hablamos de características semejantes a las del ser humano, nos referimos
a movimiento de brazos, caminar, mover objetos y otros hasta hablar.
Podemos hablar de las aplicaciones de esta interesante rama de la tecnología.
Podemos estar seguros que la introducción de la robótica en la tecnología ha causado
gran impacto en el mundo actual. Desde lo más sencillo, como cuando se va a mover
una pieza de una posición a otra, hasta hablando de algo más sofisticado, como
hablar de la fabricación de automóviles en las que la robótica ha tenido gran influencia.
Podemos ver implicada la robótica también en el ámbito de la soldadura, en el cual
una maquina imita destrezas humanas para realizar el trabajo de un soldador,
realizar trabajos de carga, pintura, educación, trabajos de laboratorio, en la agricultura
entre otros.
Aunque la aplicación de esta tecnología está presente principalmente en países
industrializados no cabe duda que este avance ha tenido gran repercusión en la
actualidad, y que todas las personas nos beneficiamos que hayan surgido adelantos
en la tecnología de esta naturaleza, ya que estas maquinas ayudan a crear
dispositivos u objetos, más precisos, seguros, con un mejor control de calidad y
reducir el riesgo que los materiales fabricados por estas maquinas sean dañinos y
peligrosos para nosotros. Mientras avanza el tiempo, se van creando mejoras en estas
maquinas que imiten mejor las habilidades y destrezas de las personas para ser
utilizadas en mas campos de acción y para distintos fines.
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2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
¿Cómo incursionar la robótica en nuestro país y en nuestra sociedad?
¿Cómo llegar a lapoblación para dar a conocer la importancia de la Robótica?
¿Cómo implementar en la curricula de los colegios la asignatura Robótica?
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3. JUSTIFICACION
La elaboración de este tema se debe a la importancia y a los grandes avances de
esta ciencia.
A las cuestionantes de como una maquina puede tener las cualidades cuasi idénticas
a las de un ser humano.De cómo el hombre en su intento de suprimir el trabajo,
disminuir el riesgo laboral e incrementar la producción se ha ingeniado tan maravilloso
invento el de crear una máquina que pueda hacerlo todo con simplemente apretar un
botón o darle una orden.
Los materiales que se utilizan, como surge la idea, que necesidades se consideran
para la elaboración de un robot.
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4. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL-
El propósito de este trabajo es dar a conocer al lector una definición de robótica, su
arquitectura básica, y sus aplicaciones más comunes.
OBJETIVO ESPECIFICO-
Obtener una idea más amplia del concepto robot, y poder diferenciar las
características básicas de un robot y clasificar los diferentes tipos de robot existentes y
conocer su funcionamiento en las industrias, fábricas, etc.
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MARCO TEORICO
5. ETIMOLOGIA DE LA ROBOTICA
El término robótica procede de la palabra robot.
El gran público conoció la palabra robot a través de la obra R.U.R. (Rossum's
Universal Robots) del dramaturgo checo KarelČapek, que se estrenó en 1921La
palabra se escribía como "robotnik".
Sin embargo, no fue este autor Čapek quien inventó la palabra. En una breve carta
escrita a la editorial del Diccionario Oxford, atribuye a su hermano Josef la creación
del término. En un artículo publicado en la revista checa Lidovénoviny en 1933, explicó
que originalmente los quiso llamar laboři (del latínlabor, trabajo). Sin embargo, no le
gustaba la palabra y pidió consejo a su hermano Josef, que le sugirió "roboti". La
palabra robota significa literalmente trabajo o labor y figuradamente "trabajo duro" en
checo y muchas lenguas eslavas. Tradicionalmente robota era el periodo de trabajo
que un siervo debía otorgar a su señor, generalmente 6 meses del año. La
servidumbre se prohibió en 1848 en Bohemia, por lo que cuando Čapek escribió
R.U.R., el uso del término robota ya se había extendido a varios tipos de trabajo, pero
el significado obsoleto de "servidumbre" seguiría reconociéndose.
La palabra robótica, usada para describir este campo de estudio, fue acuñada por el
escritor de ciencia ficción IsaacAsimov . La robótica concentra 6 áreas de estudio: La
mecánica, el control automático, la electrónica, la informática, y la física y la
6. BREVE HISTORIA DE LA ROBÓTICA
Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo
humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus
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dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el
movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas
que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los
adoradores de los templos.
Durante los siglos XVII y XVIII en Europa
fueron construidos muñecos mecánicos
muy ingeniosos que tenían algunas
características de robots.
Jacques de Vauncansos construyó
varios músicos de tamaño humano a
mediados del siglo XVIII. Esencialmente se
trataba de robots mecánicos diseñados
para un propósito específico: la diversión.
El inicio de la robótica puede fijarse
en la industria textil del siglo XVIII,
cuando Joseph Jacquard inventa en
1801 una máquina textil programable
mediante tarjetas perforadas.
La revolución industrial impulsó el desarrollo de estos agentes mecánicos, entre los
cuales se destacaron el torno mecánico motorizado de Babbitt (1892) y el mecanismo
programable para pintar con spray de Pollard y Roselund (1939). Además de esto
durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy
ingeniosos que tenían algunas características de robots.
En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer
dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ' el programa ' para el dispositivo en el
proceso de escribir y dibujar. Estas creaciones mecánicas de forma humana deben
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considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se
anticiparon a su época.
El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras
electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a
través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los
mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios
los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la
década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de
emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e
inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías.
7. DESARROLLO DE LOS ROBOTS
Fecha Descripción Nombre del robot InventorSiglo
I a. C. y
antes
Descripciones de más de 100
máquinas y autómatas, incluyendo un
artefacto con fuego, un órgano de
viento, una máquina operada mediante
una moneda, una máquina de vapor,
en Pneumatica y Autómata de Herón
de Alejandría
Autónoma Ctesibio de Alexandria,
Filón de Bizancio, Herón
de Alexandria, y otros
1206 Primer robot humanoide programable Barco con cuatro
músicos robotizados
Al Jazarí
c. 1495 Diseño de un robot humanoide Caballero mecánico Leonardo da Vinci
1738 Pato mecánico capaz de comer, agitar
sus alas y excretar.
DigestingDuck Jacques de Vaucanson
1800s Juguetes mecánicos japoneses que
sirven té, disparan flechas y pintan.
Juguetes Karakuri HisashigeTanaka
1921 Aparece el primer autómata de ficción
llamado "robot", aparece en R.U.R.
Rossum'sUniversal
Robots
KarelČapek
1930s Se exhibe un robot humanoide en la Elektro Westinghouse Electric
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Exposición Universal entre los años
1939 y 1940
Corporation
1948 Exhibición de un robot con
comportamiento biológico simple[5]
Elsie y Elmer William Grey Walter
1956 Primer robot comercial, de la
compañía Unimation fundada por
George Devol y Joseph Engelberger,
basada en una patente de Devol[6]
Unimate George Devol
1961 Se instala el primer robot industrial Unimate George Devol
1963 Primer robot "palletizing"[7] Palletizer FujiYusokiKogyo
1973 Primer robot con seis ejes
electromecánicos
Famulus KUKA Robot Group
1975 Brazo manipulador programable
universal, un producto de Unimation
PUMA VictorScheinman
2000 Robot Humanoide capaz de
desplazarse de forma bípeda e
interactuar con las personas
ASIMO Honda Motor Co. Ltd.
8. DEFINICION DE LA ROBÓTICA
a) La robótica es la ciencia encaminada a diseñar y construir aparatos y sistemas
capaces de realizar tareas propias de un ser humano.
b) Larobótica es la rama de la tecnología que se dedica al diseño, construcción,
operación, disposición estructural, manufactura y aplicación de los robots. [La robótica
combina diversas disciplinas como son: la mecánica, la electrónica, la informática,
la inteligencia artificial y la ingeniería de control. Otras áreas importantes en
robótica son el álgebra, los autómatas programables y las máquinas de estados.
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c) Eltérmino Robótica se refiere a la ciencia o arte relacionada con la inteligencia
artificial (para razonar) y con la ingeniería mecánica (para realizar acciones físicas
sugeridas por el razonamiento).
Este término fue acuñado en 1942 por el bioquímico, escritor y divulgador científico
norteamericano de origen ruso Isaac Asimov en su novela corta Runaround.
La nueva capacidad de las máquinas para comunicar y controlar procesos, dirigir
operaciones y cumplir las órdenes, e incluso aprender, llevó al desarrollo de una
nueva ciencia: la Cibernética, palabra que deriva del vocablo griego Kybernetes, que
significa "timonel". Fundada en la década de 1940 por el matemático norteamericano
Norbert Wiener, es la ciencia que estudia la comunicación entre el hombre y la
máquina, y entre las propias máquinas. De la mano de la Cibernética se desarrolló la
Biónica, ciencia que estudia todos los aspectos relativos a la simulación de actividades
humanas y animales por medio de máquinas.
Isaac Asimov Norbert Wiener
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El área de conocimiento en la que se enmarca la Robótica es la Automática, definida
por la Real Academia de las Ciencias como la disciplina que se ocupa de los métodos
y procedimientos cuya finalidad es la sustitución del operador humano por un operador
artificial en la ejecución de una tarea física y mental, previamente programada. A partir
de esta definición, en la Automática se pueden diferenciar dos componentes claros:
Una Unidad de Control que gobierna las acciones a realizar. Este gobierno
debe cumplir ciertos criterios u objetivos del control como la estabilización ante
perturbaciones, o la evolución temporal y el comportamiento dinámico óptimo
respecto a determinados parámetros de calidad. Los avances en el campo de la
inteligencia artificial permiten dotar a estas unidades de aspectos más
avanzados como la toma de decisiones o el aprendizaje.
Un Actuador que realiza las acciones programadas bajo la supervisión de la
unidad de control. Estos dispositivos pueden ir desde los casos más
elementales, como accionadores hidráulicos, neumáticos o electromecánicos
hasta máquinas más complejas como manipuladores, máquinas-herramientas
y, quizás los autómatas por excelencia, los robots.
La coordinación entre ambos componentes mediante el intercambio de información es
lo que permite conseguir la realización correcta de las tareas a realizar. Puesto que es
posible definir la Informática como la ciencia que estudia el tratamiento de la
información, es evidente que existe una relación clara entre Automática e Informática.
9. LOS ROBOTS EN LA INDUSTRIA: EVOLUCIÓN Y PERSPECTIVAS
En 1995 funcionaban unos 700.000 robots en el mundo industrializado. Más de
500.000 se empleaban en Japón, unos 120.000 en Europa Occidental y unos 60.000
en Estados Unidos. Muchas aplicaciones de los robots corresponden a tareas
peligrosas o desagradables para los humanos. En los laboratorios médicos, los robots
manejan materiales que conlleven posibles riesgos, como muestras de sangre u orina.
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En otros casos, los robots se emplean en tareas repetitivas y monótonas en las que el
rendimiento de una persona podría disminuir con el tiempo. Los robots pueden realizar
estas operaciones repetitivas de alta precisión durante 24 horas al día sin cansarse.
Uno de los principales usuarios de robots es la industria del automóvil. La empresa
General Motors utiliza aproximadamente 16.000 robots para trabajos como soldadura
por puntos, pintura, carga de máquinas, transferencia de piezas y montaje. El montaje
es una de las aplicaciones industriales de la robótica que más está creciendo. Exige
una mayor precisión que la soldadura o la pintura y emplea sistemas de sensores de
bajo coste y computadoras potentes y baratas. Los robots se usan por ejemplo en el
montaje de aparatos electrónicos, para montar microchips en placas de circuito.
Las actividades que entrañan gran peligro para las personas, como la localización de
barcos hundidos, la búsqueda de depósitos minerales submarinos o la exploración de
volcanes activos, son especialmente apropiadas para emplear robots. Los robots
también pueden explorar planetas distantes. La sonda espacial no tripulada Galileo, de
la NASA, viajó a Júpiter en 1996 y realizó tareas como la detección del contenido
químico de la atmósfera joviana.
Ya se emplean robots para ayudar a los cirujanos a instalar caderas artificiales, y
ciertos robots especializados de altísima precisión pueden ayudar en operaciones
quirúrgicas delicadas en los ojos. La investigación en telecirugía emplea robots
controlados de forma remota por cirujanos expertos; estos robots podrían algún día
efectuar operaciones en campos de batalla distantes.
Todo este avance se ha producido en unos 30 años. Hasta la mitad de los años 70 no
comienza a ser la robótica lo que puede considerarse como el inicio de una industria.
Entre 1975 y 1977 se estima que las ventas de Unimation (prácticamente la única
empresa existente) se multiplicaron por 2.5. A partir de ahí, seis empresas más,
bastante significativas (CincinattiMilacron, Asea, etc.), deciden entrar en el mercado de
la robótica, comenzando también la industria del automóvil a realizar pedidos
importantes. Hasta el año 1979 las ventas van pasando desde 15 millones de dólares
en 1976 a 25 en 1977, 30 en 1978 y 45 millones de dólares en 1979, es decir,
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triplicándose en tres años; otras industrias, diferentes a las del automóvil, comienzan a
descubrir la robótica, aunque lentamente, produciéndose una espectacular expansión.
A mediados de los 80, la industria de la robótica experimentó un rápido crecimiento
debido principalmente a grandes inversiones de las empresas del automóvil. Esta
rápida intención de transición hacia la industria del futuro tuvo fatales consecuencias
en la viabilidad económica de muchas empresas, provocando una crisis del sector de
la que la industria de la robótica no se ha recuperado hasta hace pocos años.
Mirando hacia el futuro
Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más a los humanos en la fabricación
de nuevos productos, el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado de hogares
y empresas. Los robots podrán fabricar nuevas autopistas, construir estructuras de
acero para edificios, limpiar conducciones subterráneas o cortar el césped. Ya existen
prototipos que realizan todas esas tareas.
Una tendencia importante es el desarrollo de sistemas microelectromecánicos, cuyo
tamaño va desde centímetros hasta milímetros. Estos robots minúsculos podrían
emplearse para avanzar por vasos sanguíneos con el fin de suministrar medicamentos
o eliminar bloqueos arteriales. También podrían trabajar en el interior de grandes
máquinas para diagnosticar con antelación posibles problemas mecánicos.
Puede que los cambios más espectaculares en los robots del futuro provengan de su
capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está
pasando rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en la
industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas cognitivas
como la planificación estratégica o el aprendizaje por experiencia. El diagnóstico de
fallos en aviones o satélites, el mando en un campo de batalla o el control de grandes
fábricas correrán cada vez más a cargo de ordenadores inteligentes.
Eventos, fechas y datos curiosos
Cuenta la leyenda que, a finales del siglo XVII, un adolescente alemán era
objeto de las burlas de sus compañeros de clase y de su profesor, por su
dificultad para aprenderse de memoria las tablas de multiplicar. Ya en su casa,
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decidió inventar alguna forma más sencilla de realizar multiplicaciones y demás
operaciones. Y lo hizo: a la mañana siguiente, Gottfried Wilhelm Leibnitz, que
así se llamaba el joven, presentó ante sus atónitos compañeros y profesor un
nuevo sistema numérico basado en dos dígitos, el cero y el uno. Leibnitz
inventó el sistema binario, origen de la tecnología digital y, por lo tanto,
componente fundamental en el desarrollo de la Informática y la Automática.
En el siglo XIX, el barón húngaro Wolfgang von Kempelen asombró al mundo
con su ajedrecista de Maeltzel. Este autómata consistía en un muñeco vestido a
la manera turca frente a un gran tablero de ajedrez sobre una mesa. Fue
exhibido de exposición en exposición por las principales ciudades de Europa y
derrotó, entre otros, a Napoleón y Federico el Grande, rey de Prusia. Después
de un incendio fortuito en una exposición en Filadelfia, Estados Unidos, en
donde se exhibía, quedó en evidencia que el notable mecanismo del artefacto
era en realidad un enano, experto ajedrecista, que, escondido bajo el tablero,
movía desde allí las piezas.
KarelCapek fue un escritor prolífico e influyente. Fue propuesto varias veces
como candidato al premio Nobel. Murió en 1938 de muerte natural, poco antes
de que la Gestapo diera con él, pues lo querían muerto por sus simpatías anti-
nazis. Sus Robots en la obra de teatro R.U.R. no estaban fabricados a base de
componentes mecánicos, como se cree, sino que tenían un origen químico.
Esta obra trataba, en realidad, de la deshumanización del hombre en una
civilización tecnológica. Más tarde escribió en un ensayo sobre la posibilidad de
que algún día existieran robots pensantes, negando tal posibilidad "con horror"
y llegando a afirmar que la idea de que en unas máquinas pudieran aflorar
sentimientos como el amor o la rebelión sería "una grave ofensa contra la vida".
Existe cierta evidencia de que la palabra robot no proviene de KarelCapek, sino
de su hermano Josef, escritor como él. En una carta, cuenta Karel que le
preguntó a su hermano cómo podría llamar a esos seres que estaba ideando
para su nueva obra de teatro. Él había pensado en llamarlos "Labori", pero le
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parecía demasiado culto. "¡Pues llámalos robots!", le espetó su hermano Josef,
y le volvió la espalda para continuar con sus asuntos.
En 1927, el director alemán Fritz Lang creaba el primer robot cinematográfico,
un robot con apariencia de mujer que liberaba a los trabajadores de una
factoría industrial en su película Metrópolis.
En 1949, sólo dos años después de que se inventara la primera computadora
electrónica, se comenzó a debatir si algún día las máquinas podrían llegar a
pensar por sí mismas. Muchas personas, como el neurocirujano británico
Jefferson, dijeron que la inteligencia de una máquina nunca sería capaz de
igualar la de una persona. Las máquinas no tienen sentimientos, luego nunca
podrían pensar como un humano. El matemático Alan Turing escribió, sin
embargo, que él no veía ninguna razón por la cual un robot nunca sería capaz
de igualar la inteligencia de un humano en cualquier campo de trabajo. Aún
llegó más lejos y declaró que algún día las máquinas serían capaces de pensar.
Para ello, ideó el Turing Test, un formulario de preguntas que un humano
introduce en una conversación con una máquina. El ordenador pasa el test
cuando sus respuestas consiguen confundir a su interlocutor humano hasta el
punto de que este realmente piense que está hablando con otra persona.
Actualmente, los investigadores en inteligencia artificial plantean bromas o
cuestiones a las máquinas con el objetivo de lograr una respuesta emocional.
Una de ellas podría ser la siguiente: "¿Por qué el individuo autoconsciente miró
su imagen en el espejo?". Respuesta: "Para llegar al otro lado". Se supone que,
si la máquina comprende este chiste malo y, además, se ríe (le hace gracia),
entonces habrá alcanzado el status de individuo autoconsciente.
En 1954 se registró la primera patente de un robot en el Reino Unido. George
C. Devol patentó el primer robot en Estados Unidos en 1961.
En 1956, dos amigos se encontraron en una fiesta y estuvieron hablando sobre
las novelas de Asimov y la posibilidad real de construir robots. Estos dos
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amigos eran George C. Devol y Joseph F. Engelberger, futuros fundadores de
Unimation y padres de la robótica moderna.
Ese mismo año, en el DartmouthCollege se muestra el LogicTheorist, una
máquina de inteligencia artificial capaz de elaborar y comprobar proposiciones
lógicas punto a punto.
El primer robot Tralfa se instaló en 1964 en una factoría noruega, durante un
período de carencia de mano de obra, para pintar tapacubos. Dos años más
tarde, la ciudad industrial de Byrne (Noruega) contaba con toda una flota de
estos "robots pintores".
La robótica ha contribuido de manera esencial en la conquista del espacio. En
1966, la nave espacial robotizada Surveyor aterrizaba en la Luna. En 1970, el
"tractor" ruso Lunakhod recorría la superficie selenita, tomando muestras. La
nave espacial Viking aterrizaba en 1976 en el suelo de Marte. En 1999, la
sonda MarsPathfinder tomaba muestras del suelo marciano...
La primera compañía en usar visión artificial para una aplicación industrial fue la
General Motors en 1970, en una factoría de Ontario, Canadá.
El primer país que tuvo una institución dedicada a los robots fue Japón, que
instauró en 1971 la Japanese Industrial Robot Association(JIRA).
La primera publicación periódica a nivel internacional sobre robots se llamaba
The Industrial Robot, y apareció por primera vez en 1973.
En 1974 se fundó la Robotics Industries Association (RIA).
En 1977 se fundó la BRA (British RoboticsAssociation). La palabra Bra también
significa "sujetador", en inglés.
En 1984, la empresa Robot DefenseSystems introduce el Prowler
(Programmable Robot Observerwith Local Enemy Response). Este sería el
primero de los robots con fines militares.
En 1997, el computador Deep Blue de IBM derrotó en el ajedrez al campeón
mundial Gary Kasparov, hecho este que marcó un antes y un después en el
desarrollo de la inteligencia artificial.
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10. TRES LEYES DE LA ROBÓTICA
Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción,
que un ser humano sufra daños.
Un robot debe de obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, salvo
que estén en conflictos con la primera ley.
Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto
con las dos primeras leyes.
Esta redacción de las leyes es la forma convencional en la que los humanos de las
historias las enuncian; su forma real sería la de una serie de instrucciones
equivalentes y mucho más complejas en el cerebro del robot.
Asimov atribuye las tres Leyes a John W. Campbell, que las habría redactado durante
una conversación sostenida el 23 de diciembre de 1940. Sin embargo, Campbell
sostiene que Asimov ya las tenía pensadas, y que simplemente las expresaron entre
los dos de una manera más formal.
Estas leyes surgen como medida de protección para los seres humanos. Según el
propio Asimov, la concepción de las leyes de la robótica quería contrarrestar un
supuesto "complejo de Frankenstein", es decir, un temor que el ser humano
desarrollaría frente a unas máquinas que hipotéticamente pudieran rebelarse y alzarse
contra sus creadores.
De intentar siquiera desobedecer una de las leyes, el cerebro positrónico del robot
resultaría dañado irreversiblemente y el robot moriría.
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Las tres leyes de la Robótica representan el código moral del robot. Un robot va a
actuar siempre bajo los imperativos de sus tres leyes.
11.CLASIFICACIÓN DE LOS ROBOTS
a) SEGÚN SU CRONOLOGÍA
La que a continuación se presenta es la clasificación más común:
1ra Generación.-
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de
control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
2da Generación.-
Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada
previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un
dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot
le sigue y los memoriza.
3ra Generación.-
Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las
órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos
necesarios.
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4ta Generación.-
Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que
envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto
permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.
b) SEGÚN SU ARQUITECTURA
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser
metamórfica. El concepto de metamorfismo, de reciente aparición, se ha introducido
para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su
configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los
más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más
complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas
estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la
denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por
tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un
análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura,
se hace en los siguientes grupos: poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e
híbridos.
b.1) Poiiarticulados.-
Es un grupo están los Robots de muy diversa forma y configuración cuya
característica común es la de serbásicamente sedentarios (aunque excepcionalmente
pueden ser guiados para efectuar desplazamientoslimitados) y estar estructurados
para mover sus elementos terminales en un determinado espacio detrabajo según uno
o más sistemas de coordenadas y con un número limitado de grados de libertad.
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Eneste grupo se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots
cartesianos y seemplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente
amplia o alargada, actuar sobreobjetos con un plano de simetría vertical o reducir el
espacio ocupado en el suelo.
b.2) Móviles.-
Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas
y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o
guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos
Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de
fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación
electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas
detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están
dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
b.3) Androides.-
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento
cinemática del ser humano. Actualmente los androides son todavía dispositivos muy
poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio
y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el
que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso,
el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el
proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.
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b.4) Zoomórficos.-
Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir
también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus
sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad
morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los
Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El
grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los
experimentados efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados
acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los
Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numerosos y están siendo
experimentados en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de
verdaderos vehículos terrenos, piloteando o autónomos, capaces de evolucionar en
superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en
el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.
b.5) Híbridos.-
Corresponden a aquellos de difícil clasificación cuya estructura se sitúa en
combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por
yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al
mismo tiempo uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.
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12. EL MERCADO DE LA ROBÓTICA
Las ventas anuales para robots industriales han ido creciendo en Estados Unidos a
razón del 25% de acuerdo a estadísticas del año 1981 a 1992. El incremento de ésta
tasa se debe a factores muy diversos. En primer lugar, hay más personas en la
industria que tienen conocimiento de la tecnología y de su potencial para sus
aplicaciones de utilidad. En segundo lugar, la tecnología de la robótica mejorará en los
próximos años de manera que hará a los robots más amistosos con el usuario, más
fáciles de interconectar con otro hardware y más sencillos de instalar.
En tercer lugar, que crece el mercado, son previsibles economías de escala en la
producción de robots para proporcionar una reducción en el precio unitario, lo que
haría los proyectos de aplicaciones de robots más fáciles de justificar. En cuarto lugar
se espera que el mercado de la robótica sufra una expansión más allá de las grandes
empresas, que ha sido el cliente tradicional para ésta tecnología, y llegue a las
empresas de tamaño mediano, pequeño y por qué no; las microempresas. Estas
circunstancias darán un notable incremento en las bases de clientes para los robots.
La robótica es una tecnología con futuro y también para el futuro. Si continúan las
tendencias actuales, y si algunos de los estudios de investigación en el laboratorio
actualmente en curso se convierten finalmente en una tecnología factible, los robots
del futuro serán unidades móviles con uno o más brazos, capacidades de sensores
múltiples y con la misma potencia de procesamiento de datos y de cálculo que las
grandes computadoras actuales. Serán capaces de responder a órdenes dadas con
voz humana. Así mismo serán capaces de recibir instrucciones generales y traducirlas,
con el uso de la inteligencia artificial en un conjunto específico de acciones requeridas
para llevarlas a cabo. Podrán ver, oír, palpar, aplicar una fuerza media con precisión a
un objeto y desplazarse por sus propios medios.
En resumen, los futuros robots tendrían muchos de los atributos de los seres
humanos. Es difícil pensar que los robots llegarán a sustituir a los seres humanos en
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el sentido de la obra de Carel Kapek, Robots Universales de Rossum. Por el contrario,
la robótica es una tecnología que solo puede destinarse al beneficio de la humanidad.
Sin embargo, como otras tecnologías, hay peligros potenciales implicados y deben
establecerse salvaguardas para no permitir su uso pernicioso.
El paso del presente al futuro exigirá mucho trabajo de ingeniería mecánica, ingeniería
electrónica, informática, ingeniería industrial, tecnología de materiales, ingenierías de
sistemas de fabricación y ciencias sociales.
13. ORIGEN DE LA ROBOTICA EDUCATIVA EN BOLIVIA
La Robótica Educativa es un medio de aprendizaje, en el cual participan las personas
que tienen motivación por el diseño y construcción de creaciones propias (objeto que
posee características similares a las de la vida humana o animal). Éstas creaciones se
dan en primera instancia de forma mental y posteriormente en forma física, las cuales
son construidas con diferentes tipos de materiales y controladas por un sistema
computacional, los que son llamados prototipos o simulaciones.
En sus inicios los autómatas eran realizados con materiales fáciles de encontrar, ya
sea con madera, cobre o cualquier otro material fácil de moldear.
13.1. ROBOTICA EDUCATIVA
La Robótica Educativa se centra principalmente en la creación de un robot con el
único fin de desarrollar de manera mucho más práctica y didáctica las habilidades
motoras y cognitivas de quienes los usan. De esta manera se pretende estimular el
interés por las ciencias duras y motivar la actividad sana. Así mismo hacer que el niño
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logre una organización en grupo, discusiones que permitan desarrollar habilidades
sociales, respetar cada uno su turno para exponer y aprender a trabajar en equipo.
14. FASES DE LA ROBOTICA EDUCATIVA
Se tiene la idea de que se construye un robot utilizando cables y equipo para hacerlo
en la vida real, pero no es así, porque en la Robótica Educativa se pretende
inicialmente crear un robot en computador, se hace en programas especiales como el
xLogo (usando en verdad, una versión libre de éste), donde se realiza un pequeño
estudio que ve si éste robot es realizable o no en la realidad. Aquí, al tenerlo en el
computador se establece la función que cumplirá este robot, las cuales son
específicas para realizar pequeñas tareas (como traer objetos o limpiar cosas, por
ejemplo), y se observa en la pantalla el cómo se ve este robot. Luego, eliminando y
arreglando, se procede a utilizar materiales para llevarlo a cabo en la realidad.
En este punto, se utilizan variados materiales, pueden ser desde piezas de sistemas
constructivos como Lego, Multiplo o Robo-Ed, a materiales de desecho que no se
ocupan en casa (como cajas de cartón y circuitos en desuso). Aunque, también se
usan materiales más de clase como son metales u otros derivados.
15. MATERIALES UTILIZADOS EN ROBÓTICA EDUCATIVA
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Ejemplos de robots educativos controlados mediante PC, de tipos: brazo industrial
articulado, estación neumática y móvil rastreador, usados en el aula de clase.
En entornos de robótica educativa y de ocio se utilizan con frecuencia unos
dispositivos denominados interfaces de control, o más coloquialmente controladoras,
cuya misión es reunir en un solo elemento todos los sistemas de conversión y
acondicionamiento que necesita un ordenador personal PC para actuar como cerebro
de un sistema de control automático o de un robot. Las interfaces de control se
podrían así definir como placas multifunción de E/S (entrada/salida) en configuración
externa (es decir, no son placas instalables en ninguna bahía de expansión del PC),
que se conectan con el PC mediante alguno de los puertos de comunicaciones propios
del mismo (paralelo, serie o USB, generalmente) y sirven de interfaz entre el mismo y
los sensores y actuadores de un sistema de control. Las interfaces proporcionan, de
forma general, una o varias de las siguientes funciones:
entradas analógicas, que convierten niveles analógicos de voltaje o de corriente
en información digital procesable por el ordenador. A este tipo de entradas se
pueden conectar distintos sensores analógicos, como por ejemplo una LDR
(resistencia dependiente de la luz).
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salidas analógicas, que convierten la información digital en corriente o voltaje
analógicos de forma que el ordenador pueda controlar sucesos del "mundo
real". Su principal misión es la de excitar distintos actuadores del equipamiento
de control: válvulas, motores, servomecanismos, etc.
entradas y salidas digitales, usadas en aplicaciones donde el sistema de control
sólo necesita discriminar el estado de una magnitud digital (por ejemplo, un
sensor de contacto) y decidir la actuación o no de un elemento en un
determinado proceso, por ejemplo, la activación/desactivación de una
electroválvula.
recuento y temporización, algunas tarjetas incluyen este tipo de circuitos que
resultan útiles en el recuento de sucesos, la medida de frecuencia y amplitud de
pulsos, la generación de señales y pulsos de onda cuadrada, y para la
captación de señales en el momento preciso.
Algunas de las interfaces de control más avanzadas cuentan además con la
electrónica precisa para el acondicionamiento y la conversión de las señales, con sus
propios microprocesador y memoria. Así, son capaces hasta de almacenar pequeños
programas de control transmitidos desde un PC que luego pueden ejecutar
independientemente de su conexión a éste.
Algunas de ellas disponen también de bibliotecas de programación de las E/S para
permitir su utilización con distintos lenguajes de propósito general, entre ellos: LOGO,
BASIC y C. Existen varios modelos comerciales, entre los que se pueden mencionar:
Interfaz FlowGo, de Data Harvest
Interfaz ROBO TX Controller de fischertechnik
Ladrillo RCX, de Lego
Interfaz Enconor, de Enconor Tecnología Educativa
Robot Programable Moway, de Minirobots
Sistema constructivo Multiplo, de RobotGroup
Kits educativos y contenidos Robo-Ed [1]
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16. GLOSARIO DE TÉRMINOS UTILIZADOS EN ROBÓTICA
Actuador: Dispositivo que produce algún tipo de movimiento a partir de una
orden proveniente de la interfaz.
Electroimán: Dispositivo que se magnetiza cuando se hace circular por el una
corriente eléctrica. Se utiliza mucho para producir movimientos por medio de
señales eléctricas.
Entrada de Sensor: Terminal de la interfaz en la que se pueden conectar
sensores de distintos tipos.
Interfaz: Puente entre el sistema a controlar y el ordenador. Su función es
transformar señales bajas en señales de mayor capacidad.
LED: Diodo emisor de luz.
Lenguaje computadora: Programa mediante el cual se puede especficar una
serie de instrucciones para que la computadora pueda realizar una serie de
tareas de forma independiente.
Programa de Control: Conjunto de intrucciones que están situadas en la
computadora y determinan la función del mecanismo que se controla(robot).
Puerto: Enchufe de la computadora en donde se pueden conectar diferentes
tipos de dispositivos.
Robot: Término derivado del vocablo checo Robota (trabajo, prestación
personal). Máquina que gracias a un tipo de programación puede realizar
tareas especificas.
Sensor: Dispositivo que proporciona información a la computadora de lo que
ocurre en el entorno o en el robot que está siendo controlado.
17. BENEFICIOS Y DESVENTAJAS DE LA ROBOTICA
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Gracias a la robótica el ser humano ha podido dedicar su tiempo a mejorar la calidad
de vida al aplicarla constantemente y sustituyéndose a sí mismo en labores repetitivas
y agotadoras.
El robot está específicamente diseñado para sustituir una labor humana y de esta
manera mejorarla o simplemente igualar su capacidad. Por esto mismo, no deberían
de haber mayores desventajas a la hora de introducir aun más a la robótica. No
obstante, si existen una serie de desventajas que no pueden dejarse de observar.
Aunque si es muy cierto que la robótica puede crear más empleos, también puede
quitarlos. Y actualmente se puede observar que el desempleo por la sustitución
humana por robots ha sido mayor que el empleo que esta ha creado. Esto se debe
mayormente a que muchas generaciones pasadas no pudieron competir ante el
potencial de los robots, por esto mismo fueron sustituidos y expulsados de esa área de
trabajo específica.
Otra de las desventajas más grandes que presenta la robótica puede no ser tan
creíble como la anterior, ya que aun no ha sucedido. Esta desventaja lidia con la
sustitución a mayor escala del ser humano por la robótica, en otras palabras, que
algún día los robots pueden incluso ser mayores en cantidad que la raza humana.
Esto se debe a que actualmente se trabaja en proyectos de Inteligencia Artificial en los
cuales logran hacer que un robot pensante cree y mejore cada vez a su propia
creación que es otro robot. Por esto mismo, se piensa que si algún día se llega a
desarrollar lo suficiente esa inteligencia artificial, pueda crear miles y millones de
robots, capaces de mejorarse entre sí. Por supuesto esto solo es una suposición que
aun no está por venir, sin embargo si es un posible riesgo que el ser humano debe de
evitarse.
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18. ROBOTS PARA AUDITAR LAS CUENTAS DE LAS EMPRESAS
Unos robots informáticos que buscan fraudes en los estados financieros... suena a
película de Stanley Kubrick, ¿no? Pero ahora que las comisiones por auditoría suben,
los presidentes ejecutivos deben asumir más responsabilidad por los estados
financieros, y las compañías revelan revisiones de miles de millones de dólares, estos
audirrobots o auditores autómatas, pueden ser imprescindibles.
El profesor de informática Robert Jensen, de la Universidad Trinity en San Antonio,
Tejas, dice que hay 'incentivos de sobra' para que las firmas de contabilidad y las
empresas creen ayudas de auditoría automatizadas usando la tecnología actual. 'El
software que permite que los sistemas de bases de datos se comuniquen entre sí fluye
actualmente entre las empresas, y los audirrobots pueden hacer que a las empresas
les sea difícil, si no imposible, alterar o eliminar información financiera clave', dijo
Jensen.
Según prevé, habrá etiquetas cibernéticas -como las que las tiendas quitan a la ropa
cuando el cliente ha pagado-, que se fijarían a las transacciones individuales de modo
permanente, para detectar de inmediato todo intento de maquillar los libros. Jensen
está convencido de que los audirrobots habrían previsto las irregularidades contables
por 7.100 millones de dólares de Worldcom mucho antes de que fueran reveladas. 'El
software le habría prendido una etiqueta a cada transacción que habría obligado a sus
sistemas de información a contabilizarla de la forma correcta en lugar de ocultarla', dijo
el profesor.
¿Qué se necesitaría para tener un sistema así? Jensen piensa que en los próximos
cinco a 10 años, el mundo empresarial y las firmas de contabilidad se verán obligados
a crear sistemas automatizados de auditoría mucho mejores.
MiklosVasarhelyi, profesor de sistemas informáticos para contabilidad de la
Universidad Rutgers en Newark, Nueva Jersey, dice que los audirrobotsya se usan en
las transferencias empresariales de divisas y para operar valores en línea en Wall
Street, así como en AT&T, que los emplea para detectar fraudes en sus sistemas de
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facturación. 'Su uso en todo el mundo y en todos los sectores podría estar a la vuelta
de la esquina', asegura Vasarhelyi, experto en desarrollo de auditoría continua para
empresas.
Douglas Carmichael, de la Universidad de Nueva York y ex director de auditoría del
Instituto Estadounidense de Contadores Públicos Certificados, sostiene que aunque
estos sistemas no serían infalibles podrían reducir hasta en 25% el enorme gasto del
control de la contabilidad, que puede alcanzar las 10.000 horas. Los timadores
ingeniosos todavía podrían encontrar formas de arreglárselas, pero estos sistemas
ayudarían a descubrir los fraudes más rápido, dijo Carmichael.
En su libro Buildingpublic trust: thefuture of corporatereporting, Samuel DiPiazza,
presidente ejecutivo de PricewaterhouseCoopers, y Robert Eccles, presidente de
Advisory Capital Partners y ex profesor de la Facultad de Negocios de Harvard, hablan
sobre sistemas automáticos que etiquetan la información financiera.
El más notable es el XBRL (lenguaje extensible para informes empresariales), dialecto
del XML (de preparación de documentos), un nuevo lenguaje de Internet que define y
establece categorías en los datos. Algunas empresas privadas de Australia y
organismos públicos de EE UU o el Reino Unido ya los emplean o planean usarlos.
'A la larga sería posible rastrear las transacciones entre proveedores, vendedores y
las empresas, de forma que todas las facturas sean etiquetadas para facilitarle el
trabajo a los auditores y a quienes investiguen fraudes'. Incluso los fraudes en los
derivados más complicados serían mucho más fáciles de encontrar, asegura el
profesor Jensen.
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19. CONCLUSINES
En este trabajo se ha tratado delinear los orígenes y la evolución de la robótica.
Comenzando a partir de maquinas relativamente lentas, que se aplicaban a
actividades poco útiles, se ha avanzado rápidamente hacia una nueva generación de
maquinas mucho más rápidas, que cuentan con una interacción sensible con su
ambiente y que son capaces de llevar a cabo tareas delicadas de gran precisión como
el ensamble, ha resultado en un número cada vez mayor de sistemas integrados,
desde las células de maquinado hasta sistemas de manufactura flexible.
Además, conforme las capacidades de los robots vayan evolucionando para enfrentar
los problemas que impondrán tareas industriales más difíciles y complicadas, será
cada vez más factible que se usen fuera de las fabricas dando credibilidad a las
actuales investigaciones sobre robots móviles capaces de operar en ambientes no
estructurados, como casas y hospitales.
La robótica es una actividad multidisciplinaria, es un vehículo ideal para mostrar un
enfoque sistemático y, como tal, ofrece un medio extraordinariamente útil para ampliar
las perspectivas de los estudiantes.
Tanto el ingeniero y el administrador en la industria como el estudiante de ingeniería,
estudiante o personas poco entendidas al tema requieren contar con información
completa y detallada sobre el diseño y aplicación de todos los elementos que
intervienen en un proceso de manufactura automatizada.
El objetivo de este trabajo es satisfacer las necesidades de material de apoyo
educativo en la materia en el área de la robótica.
Como en el caso de la mayoría de los equipos controlados por computadora, siempre
será posible controlar un robot aun cuando no se cuente con suficientes conocimientos
de las tecnologías de sus subsistemas. Para ello será necesario que el operador este
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familiarizado con los procedimientos de enseñanza y comunicación aplicables a cada
máquina en particular, información que puede adquirir en manuales de instrucción y
cursos de capacitación.
Pero seleccionar un robot para una tarea en particular y hacer que resulte adecuado
para la realización de dicha tarea, son actividades que requieren mas que simples
procedimientos.
Será necesario contar con una visión a fondo de las capacidades de la gran variedad
de maquinas disponibles, esto, a su vez, requiere un claro entendimiento entre las
distintas tecnologías que contribuyen a la creación de un sistema formado por robots.
La siguiente etapa dentro de esta evolución, sin duda dotara al robot con un cierto
grado de inteligencia, inteligencia artificial, de manera que adquiera una mayor
autonomía, junto con la capacidad de aprender con base en la experiencia y de
reaccionar ante circunstancias imprevistas.
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MAQUINA TEXTIL PROGRAMABLE
CON ESTA GENERACION SE INICIA LA ERA DE LOS ROBOTS INTELIGENTES
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LOS ROBOTS DEL SECTOR SERVICIO
UN ROBOT NO PUEDE ACTUAR CONTRA UN SER HUMANO SEGÚN UNA DE
LAS LEYES
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BIBLIOGRAFIA
http://www.monografias.com/trabajos6/larobo/larobo.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Rob%C3%B3tica
http://es.wikipedia.org/wiki/Tres_leyes_de_la_rob%C3%B3tica
http://laimportanciadelarobotica.blogspot.com/2008/03/ventajas-y-desventajas.html
http://ciberconta.unizar.es/leccion/econta/672.HTM
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