Robot para niños
Un robot es una máquina, ya sea física o virtual, que puede realizar tareas de forma automática. Generalmente, pensamos en robots como sistemas electromecánicos que se mueven y parecen tener un propósito propio.
Aunque no hay una definición única para lo que es un robot, la mayoría de los expertos y el público están de acuerdo en que los robots suelen hacer algunas de estas cosas: moverse, usar brazos mecánicos, sentir y manipular su entorno, y mostrar un comportamiento inteligente, especialmente si imitan a humanos o animales. Hoy en día, un robot puede verse como una computadora con la capacidad de moverse y realizar muchas tareas diferentes según su programación, a diferencia de un electrodoméstico que solo hace una cosa.
Las historias sobre ayudantes artificiales existen desde hace mucho tiempo, pero las máquinas completamente autónomas, que funcionan solas, aparecieron en el siglo XX. El primer robot programable y controlado digitalmente, llamado Unimate, fue creado por George Devol y se instaló en 1961 en una fábrica para mover piezas de metal calientes.
Hoy en día, los robots domésticos, como los que limpian la casa, son cada vez más comunes. A veces, la gente se preocupa por cómo los robots podrían afectar los trabajos o si se usarán en armas. Estas preocupaciones se ven reflejadas en películas y libros, donde los robots a menudo son presentados de forma negativa. Sin embargo, los robots reales todavía son mucho más limitados que los de la ficción.
Contenido
- ¿De dónde viene la palabra "robot"?
- ¿Cómo ha evolucionado la robótica?
- La robótica en la actualidad
- ¿Cómo se construyen los robots?
- El brazo robótico
- Proyectos y avances actuales
- ¿Qué desafíos éticos plantean los robots?
- El impacto de los robots en el trabajo
- Los robots en la ficción
- Galería de imágenes
- Véase también
¿De dónde viene la palabra "robot"?
La palabra "robot" se hizo famosa gracias a la obra de teatro R.U.R. (Robots Universales Rossum) del escritor checo Karel Čapek, que se estrenó en 1920.
Sin embargo, no fue Karel Čapek quien inventó la palabra. Él mismo explicó en una carta que su hermano Josef le sugirió el término. Karel había pensado en llamarlos "laboři", que viene del latín "labor" (trabajo), pero no le gustó. Josef le propuso "roboti". La palabra "robota" significa "trabajo" o "trabajo duro" en checo y otras lenguas eslavas. Antiguamente, "robota" se refería al trabajo obligatorio que un siervo debía hacer para su señor. Aunque esa práctica se prohibió en 1848, el significado de "trabajo duro" seguía siendo reconocido cuando Čapek escribió su obra.
La palabra "robótica", que describe el estudio de los robots, fue creada por el famoso escritor de ciencia ficción Isaac Asimov. La robótica combina conocimientos de varias áreas como la ingeniería mecatrónica, la física y las matemáticas.
¿Cómo ha evolucionado la robótica?
Desde la antigüedad, las personas han soñado con crear máquinas que se muevan solas. En el siglo IV antes de Cristo, el matemático griego Arquitas de Tarento construyó un ave mecánica que funcionaba con vapor, a la que llamó "La paloma". El ingeniero Herón de Alejandría (entre los años 10 y 70 después de Cristo) también creó muchos dispositivos automáticos que podían ser modificados por los usuarios, y describió máquinas que funcionaban con aire, vapor y agua. En China, en el año 1088, el estudioso Su Sung construyó una torre de reloj con figuras mecánicas que daban las campanadas de las horas.
Al Jazarí (1136–1206), un inventor musulmán, diseñó y construyó varias máquinas automáticas. Entre ellas, había utensilios de cocina, músicos automáticos que funcionaban con agua, y en 1206, los primeros robots humanoides programables. Estas máquinas parecían cuatro músicos en un bote en un lago, que entretenían a los invitados en fiestas. Su mecanismo incluía un tambor programable con clavijas que golpeaban pequeñas palancas para activar instrumentos de percusión. Se podían cambiar los ritmos moviendo las clavijas.
Avances modernos en robótica
En 1737, el ingeniero e inventor francés Jacques de Vaucanson construyó el primer autómata, "El Flautista", una figura de tamaño real de un pastor que tocaba el tambor y la flauta con un repertorio de doce canciones.
El artesano japonés Hisashige Tanaka (1799-1881), conocido como el "Edison japonés", creó juguetes mecánicos muy complejos. Algunos servían té, disparaban flechas o incluso dibujaban caracteres japoneses (kanji).
Con la Revolución Industrial, se buscó crear dispositivos automáticos para ayudar o reemplazar a las personas en la producción. Un ejemplo son los Jaquemarts, muñecos que golpean campanas en relojes.
Hoy en día, se investiga mucho con robots que caminan. Al principio, se usaron robots con una sola rueda para estudiar cómo se mueven y navegan. Luego, se crearon robots con varias patas, como los hexápodos (de seis patas), que imitan a insectos y artrópodos. Estos diseños son muy flexibles y se adaptan a diferentes entornos. Los robots con más de cuatro patas son estables, lo que facilita trabajar con ellos. Recientemente, también se ha avanzado en robots que caminan sobre dos piernas.
En 2002, Honda y Sony comenzaron a vender robots humanoides como "mascotas". También hay muchos robots con forma de perro o serpiente, siendo Aibo de Sony un ejemplo muy conocido.
La robótica en la actualidad
Los robots comerciales e industriales se usan mucho hoy en día porque pueden hacer tareas de forma más precisa o más barata que los humanos. También se emplean en trabajos que son sucios, peligrosos o aburridos para las personas. Los robots se encuentran en fábricas para manufactura, montaje y embalaje, en el transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, en cirugía, en investigación de laboratorio y en la producción masiva de bienes.
Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos peligrosos, la minería, la búsqueda y rescate de personas, y la localización de objetos peligrosos en el suelo.
En países como Japón, hay mucha esperanza de que los robots puedan ayudar en el cuidado de personas mayores en el hogar.
Los robots son cada vez más baratos y pequeños, gracias a la miniaturización de los componentes electrónicos que los controlan. Además, muchos robots se diseñan y prueban en simuladores virtuales antes de ser construidos. Un ejemplo es el equipo "máquina espiritual", un grupo de 5 robots diseñados completamente en un ambiente virtual para jugar al fútbol en la liga mundial de la F.I.R.A.
Además de los campos mencionados, hay robots trabajando en educación, servicios (como recepcionistas o vigilancia) y tareas de búsqueda y rescate.
Usos en la medicina
Se han logrado grandes avances en los robots para la medicina. Dos empresas, Computer Motion e Intuitive Surgical, han recibido aprobación para usar sus robots en cirugías mínimamente invasivas. Después de que Intuitive Surgical comprara Computer Motion, se han desarrollado varios modelos del robot Da Vinci. Hasta diciembre de 2017, había alrededor de 4409 sistemas Da Vinci en el mundo, la mayoría en Estados Unidos. Se usan en urología, ginecología, cirugía general, cirugía pediátrica, cirugía torácica, cirugía cardíaca y otorrinolaringología.
La automatización de laboratorios también está creciendo, donde los robots transportan muestras biológicas o químicas entre instrumentos. Los robots también están reemplazando a los humanos en la exploración del fondo oceánico y el espacio, a menudo usando robots con forma de artrópodo.
Robots en el ámbito militar
Un área importante de investigación es el desarrollo de equipos para tareas militares. Para proteger a las personas, los robots de seguridad y defensa pueden realizar muchas misiones para ayudar a los profesionales de la seguridad pública y el ejército.
¿Cómo se construyen los robots?
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Existen muchos tipos de robots, algunos con forma humana, de animales, de plantas o incluso de edificios. Se clasifican según sus capacidades en cuatro formas principales:
- Androides: Son robots con forma humana. Imitan el comportamiento de las personas y actualmente se usan principalmente para experimentos. El mayor desafío para estos robots es mantener el equilibrio al caminar sobre dos piernas.
- Móviles: Se mueven usando ruedas. Estos robots se usan para transportar objetos de un lugar a otro.
- Zoomórficos: Tienen un sistema de movimiento que imita a los animales. Se usan, por ejemplo, para explorar volcanes o en el espacio.
- Poliarticulados: Mueven sus partes con pocos grados de libertad (formas de moverse). Su uso principal es en la industria, para mover elementos que requieren cuidado.
Dentro de los robots poliarticulados, se pueden clasificar por su forma, como robots angulares o antropomórficos, cilíndricos, esféricos o polares, tipo SCARA, paralelos, cartesianos, entre otros.
El brazo robótico
El robot más común en las fábricas es el brazo articulado, también llamado brazo robótico. Un brazo robótico típico tiene siete segmentos de metal unidos por seis articulaciones. Una computadora controla el robot girando motores especiales conectados a cada articulación. Estos motores pueden moverse en pasos exactos, lo que permite al brazo moverse con mucha precisión y repetir el mismo movimiento una y otra vez. El robot usa sensores de movimiento para asegurarse de que se mueve la cantidad justa.
Un robot industrial con seis articulaciones se parece mucho a un brazo humano, con el equivalente de un hombro, un codo y una muñeca. Generalmente, el "hombro" está fijo a una base. Este tipo de robot tiene seis grados de libertad, lo que significa que puede girar de seis maneras diferentes. Un brazo humano, en comparación, tiene siete grados de libertad.
Así como el brazo humano mueve la mano, el brazo robótico mueve una herramienta especial llamada "efector final". Los brazos robóticos pueden equiparse con muchos tipos de efectores finales, adaptados a una tarea específica. Una herramienta común es una versión simplificada de una mano, que puede agarrar y transportar objetos. Las manos robóticas a menudo tienen sensores de presión que le dicen a la computadora qué tan fuerte está sujetando el robot un objeto, para evitar que lo dañe. Otros efectores finales incluyen sopletes, soldadores, taladros y pistolas de pintura.
Robots en la industria
Los robots industriales están diseñados para hacer exactamente lo mismo, una y otra vez, en un ambiente controlado. Por ejemplo, un robot podría cerrar las tapas de frascos en una línea de montaje. Para enseñarle a un robot cómo hacer su trabajo, un programador guía el brazo a través de los movimientos usando un control manual. El robot guarda la secuencia exacta de movimientos en su memoria y la repite cada vez que llega una nueva unidad.
Hay diferentes formas de programar robots industriales. En la programación gestual, un operador guía al robot, manualmente o con controles remotos, enseñándole la tarea. El robot almacena los pasos y luego los repite solo. En la programación textual, se calculan las posiciones y trayectorias que el robot debe seguir, y con esa información, se crean las instrucciones del programa que el robot ejecutará. Una vez que el programa se transfiere al robot, este puede realizar la tarea de forma autónoma.
La mayoría de los robots industriales trabajan en las líneas de montaje de automóviles. Los robots pueden hacer este trabajo de manera más eficiente que los humanos gracias a su precisión, que les permite, por ejemplo, perforar siempre en el mismo lugar o apretar los tornillos con la misma fuerza, sin importar cuántas horas trabajen. Los robots de fabricación también son muy importantes en la industria electrónica, donde se necesita un control increíblemente preciso para ensamblar microchips.
Proyectos y avances actuales
- Proyecto Autómata Abierto: Este proyecto busca desarrollar software y componentes electrónicos modulares para construir robots móviles basados en computadoras personales, que puedan usarse en casas u oficinas. Todo el código es de acceso libre.
- Competencia Robótica FIRST: Dean Kamen, fundador de FIRST y de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME), creó una competencia robótica internacional que reúne a profesionales y jóvenes para resolver problemas de diseño de ingeniería de forma competitiva. En 2003, participaron más de 20,000 estudiantes en más de 800 equipos de varios países. A diferencia de otras competencias, aquí los equipos construyen un robot.
- Crear y modelar emociones en robots: La especialista en inteligencia artificial Lola Cañamero de la Universidad de Hertfordshire en el Reino Unido lidera una investigación para modelar emociones en robots. El proyecto inicial, llamado Feelix Growing (2006-2010), buscaba desarrollar robots que aprendieran a interactuar con humanos de manera emotiva. Fue financiado por la Comisión Europea y contó con la participación de expertos en robótica, psicólogos y neurocientíficos de seis países europeos.
¿Qué desafíos éticos plantean los robots?
Existe la preocupación de que los robots puedan reemplazar a los humanos en ciertos trabajos. También se discute si algún día, si los robots se vuelven muy inteligentes y conscientes, necesitarán leyes o reglas especiales para interactuar con los humanos.
Actualmente, las famosas "Tres Leyes de la Robótica" de Isaac Asimov (que dicen que un robot no debe dañar a un humano, debe obedecer a los humanos y debe protegerse a sí mismo, siempre que no contradiga las dos primeras leyes) no pueden aplicarse. Esto se debe a que los robots no tienen la capacidad de entender su significado, evaluar situaciones de riesgo o resolver conflictos entre estas leyes.
Para entender y aplicar estas leyes, un robot necesitaría verdadera inteligencia y conciencia de su entorno y de sí mismo, algo que aún no se ha logrado a pesar de los grandes avances tecnológicos.
El impacto de los robots en el trabajo
Muchas grandes empresas, como Intel, Sony, General Motors y Dell, han incorporado robots en sus líneas de producción para realizar tareas que antes hacían trabajadores humanos.
Esto ha hecho que los procesos sean más rápidos y ha permitido ahorrar recursos, ya que las máquinas pueden hacer el trabajo de varios empleados a un costo menor y con mayor eficiencia, mejorando el rendimiento y las ganancias de la empresa, así como la calidad de los productos.
Sin embargo, esto también ha generado preocupaciones sobre el impacto en la cantidad de empleos disponibles y en las personas que son reemplazadas. Por ejemplo, en 1984, hubo un incidente en Jackson, Míchigan, donde un robot causó un accidente con un trabajador. Esto ha llevado a la necesidad de establecer reglas claras de seguridad para garantizar una interacción correcta entre humanos y máquinas.
El uso de robots en la manufactura podría reducir costos, ya que no requieren salarios ni beneficios laborales como los humanos. Sin embargo, al ser máquinas, necesitan mantenimiento y reparaciones, lo que implica un gasto.
Los robots en la ficción
Desde hace mucho tiempo, la idea de seres artificiales ha estado presente en mitos y leyendas.
En la mitología
En la mitología griega, se cuenta que Cadmo sembró dientes de dragón que se convirtieron en soldados. También, la estatua de Galatea de Pigmalión cobró vida. El dios griego de los herreros, Hefesto, creó sirvientes mecánicos inteligentes y mesas que se movían solas.
Una leyenda hebrea habla del Golem, una estatua animada por magia. Las leyendas de los Inuit describen al Tupilaq, que un mago podía crear para cazar a un enemigo.
En la literatura
En 1817, en el cuento El hombre de arena de Hoffmann, aparece una mujer que parecía una muñeca mecánica. En 1865, la obra de Edward S. Ellis El Hombre de Vapor de las Praderas mostraba la fascinación por la industrialización.
Como se mencionó, la primera obra en usar la palabra "robot" fue la obra de teatro R.U.R. de Karel Čapek (1920). La obra trata sobre una fábrica que construye personas artificiales llamadas robots, que son más parecidas a androides o clones, ya que pueden confundirse con humanos y pensar por sí mismas, aunque parecen felices de servir. La historia plantea preguntas sobre si los robots están siendo explotados y las consecuencias de cómo se les trata.
El escritor más famoso de historias sobre robots fue Isaac Asimov (1920-1992), quien puso a los robots y su relación con la sociedad en el centro de muchos de sus libros. Asimov pensó mucho en las reglas que deberían tener los robots para reducir el peligro para los humanos. Así formuló sus famosas Tres Leyes de la Robótica:
- Ningún robot causará daño a un ser humano o permitirá, con su inacción, que un ser humano sufra daño.
- Todo robot obedecerá las órdenes que le den los seres humanos, a menos que esas órdenes entren en conflicto con la primera ley.
- Todo robot debe proteger su propia existencia, siempre que esa protección no entre en conflicto con la primera o la segunda ley.
Estas tres leyes aparecieron por primera vez en su cuento de 1942 Círculo Vicioso. Más tarde, Asimov añadió la Ley Cero: "Ningún robot causará daño a la humanidad ni permitirá, con su inacción, que la humanidad sufra daño". Las otras leyes se ajustaron para encajar con esta nueva ley.
Según el Diccionario Oxford, el cuento ¡Mentiroso! de 1941 contiene el primer uso registrado de la palabra "robótica".
En el cine y la televisión
- Cine
Películas como Metrópolis, Blade Runner (1982) o The Terminator (1984) exploraron temas económicos y filosóficos sobre los robots.
Otras películas importantes sobre robots incluyen:
- A.I. Inteligencia artificial;
- las películas basadas en los relatos de Isaac Asimov: Yo, Robot y El hombre bicentenario;
- la serie de animé Chobits;
- Time of eve;
- Cortocircuito;
- Star Wars;
- WALL·E;
- Robot salvaje;
- Robot & Frank (una historia sobre el uso de robots como acompañantes para personas con problemas de salud relacionados con la edad);
- Gigantes de Acero (una película de acción y drama sobre un futuro donde los boxeadores son reemplazados por robots).
- Televisión
En televisión, hay series populares como Robot Wars y BattleBots. En las series Futurama y Doraemon, los robots tienen su propia identidad como ciudadanos. En la serie Almost Human, aparecen robots-policías con conciencia propia. También está la serie Astroboy, donde un científico reemplaza a su hijo con un androide, y el popular androide Data de Star Trek.
Galería de imágenes
-
Robot fabricado por Toyota.
-
El robot estadounidense Atlas (en desarrollo desde 2013) está diseñado para una variedad de tareas y trabajos de búsqueda y rescate.
Véase también
En inglés: Robot Facts for Kids
