La robótica es la rama de la ingeniería mecánica, ingeniería eléctrica, ingeniería electrónica y ciencias de la computación que se ocupa del 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, la ingeniería de
control y la física. Otras áreas importantes en robótica son el álgebra, los
autómatas programables, la animatrónica y las máquinas de estados.
El término robot se popularizó con el éxito de la obra R.U.R. (Robots
Universales Rossum), escrita por Karel Čapek en 1920. En la traducción al
inglés de dicha obra, la palabra checa robota, que significa trabajos forzados,
fue traducida al inglés como robot.
Historia de la robótica
La historia de la robótica va unida a la construcción de
"artefactos", que trataban de materializar el deseo humano de crear
seres a su semejanza y que lo descargasen del trabajo. El ingeniero
español Leonardo Torres Quevedo (que
construyó el primer mando a distancia para su automóvil
mediante telegrafía sin hilo, el ajedrecista automático, el
primer transbordador aéreo y otros muchos
ingenios) acuñó el término "automática" en relación con la
teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas.
Karel Čapek, un escritor checo, acuñó en 1921 el término "Robot" en su obra
dramática Rossum's Universal Robots / R.U.R., a partir de la
palabra checa robota, que significa
servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov,
definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a
los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente
aliviando de las labores caseras.
Clasificación de los robots
Según su cronología
La que a continuación se presenta es la clasificación más común:
· 1.ª
Generación.
Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo
sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.
· 2.ª
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.
· 3.ª
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.
· 4.ª
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.
Según su estructura
La estructura, 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.
· 1. Poliarticulados
En este grupo se encuentran los Robots de muy diversa forma y
configuración, cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios
(aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos
limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un
determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas, y con
un número limitado de grados de libertad. En este grupo, se encuentran los
manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean
cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada,
actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio
ocupado en el suelo.
· 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 foto eléctricamente, pueden incluso llegar a sortear
obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.
· 3. Androides
Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el
comportamiento cinemático 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.
· 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 experimentos 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 objeto de experimentos
en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos
vehículos terrenos, pilotados 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.
·
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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