“Instituto de Educación Superior Tecnológico Público-Abancay”

o CARRERA PROFESIONAL: PRODUCCIÓN AGROPECUARIA

o CURSO: INFORMATICA E INTERNET

o TEMA:

o SEMESTRE: I

o DOCENTE: MOISES S SAAVEDRA TAPIA

o INTEGRANTES:

-VEGA BENITES, Jhon. -HUAMANQUISPE FLORES, Zeneida. - SINCE VARGAS, Norma. -CASTILLO PANIURA, Gonzalito.

ABANCAY --- APURIMAC.

Dedicatoria

Primero y antes que nada, dar gracias a Dios, por fortalecer nuestro corazón e

iluminar nuestra mente y por haber puesto en nuestro camino a aquellas personas

que han sido nuestro soporte y compañía durante todo el periodo de investigación

Agradecemos hoy y siempre a nuestras familias por el apoyo en nuestros estudios

.Y amigos ya que nos brindaron el apoyo, la alegría y la fortaleza necesaria para

seguir adelante.

ÌNDICE

Introducción

Presentación

Dedicatoria

Capítulo I: Conceptos básicos de las aplicaciones modernas de la

computadora

1.1 real virtual

1.2 robótica

1.3 sistemas expertos

1.4 inteligencia artificial

Introducción

Uno de los primeros dispositivos mecánicos para contar fue el ábaco, cuya historia

se remonta a las antiguas civilizaciones griega y romana. Este dispositivo es muy

sencillo, consta de cuentas ensartadas en varillas que a su vez están montadas en

un marco rectangular. Al desplazar las cuentas sobre varillas, sus posiciones

representan valores almacenados, y es mediante dichas posiciones que este

representa y almacena datos. A este dispositivo no se le puede llamar

computadora por carecer del elemento fundamental llamado programa.

Otro de los inventos mecánicos fue la Pascalina inventada por Blaise Pascal (1623

- 1662) de Francia y la de Gottfried Wilhelm von Leibniz (1646 - 1716) de

Alemania. Con estas máquinas, los datos se representaban mediante las

posiciones de los engranajes, y los datos se introducían manualmente

estableciendo dichas posiciones finales de las ruedas, de manera similar a como

leemos los números en el cuentakilómetros de un automóvil.

La primera computadora fue la máquina analítica creada por Charles Babbage,

profesor matemático de la Universidad de Cambridge en el siglo XIX. La idea que

tuvo Charles Babbage sobre un computador nació debido a que la elaboración de

las tablas matemáticas era un proceso tedioso y propenso a errores. En 1823 el

gobierno Británico lo apoyo para crear el proyecto de una máquina de diferencias,

un dispositivo mecánico para efectuar sumas repetidas.

Mientras tanto Charles Jacquard (francés), fabricante de tejidos, había creado un

telar que podía reproducir automáticamente patrones de tejidos leyendo la

información codificada en patrones de agujeros perforados en tarjetas de papel

rígido. Al enterarse de este método Babbage abandonó la máquina de diferencias

y se dedicó al proyecto de la máquina analítica que se pudiera programar con

tarjetas perforadas para efectuar cualquier cálculo con una precisión de 20 dígitos.

La tecnología de la época no bastaba para hacer realidad sus ideas.

El mundo no estaba listo, y no lo estaría por cien años más.

CAPITULO 1. CONCEPTOS BASICOS DE LAS APLICACIONES MODERNAS

DE LA COMPUTADORA.

Aplicaciones modernas de la computación

El gran avance de las nuevas tecnologías provocó que los seres humanos

incursionaran en nuevas aplicaciones de la computación que, hasta hace algunos

años, hubieran parecido poco probables, como es el caso de la robótica, la

realidad virtual inteligencia artificial sistemas expertos.

1.1. ¿QUE ES REALIDAD VIRTUAL?

Dado que se trata de una tecnología en plena evolución, cualquier definición

actual de Realidad Virtual debe ser considerada solo con carácter transitorio, sin

embargo podemos decir que:

La realidad virtual es simulación por computadora, dinámica y tridimensional, con

alto contenido gráfico, acústico y táctil, orientada a la visualización de situaciones

y variables complejas, durante la cual el usuario ingresa, a través del uso de

sofisticados dispositivos de entrada, a "mundos" que aparentan ser reales,

resultando inmerso en ambientes altamente participativos, de origen artificial.

CARACTERÍSTICAS DE LA REALIDAD VIRTUAL.

• Responde a la metáfora de "mundo" que contiene "objetos" y opera en base

a reglas de juego que varían en flexibilidad dependiendo de su compromiso con la

Inteligencia Artificial.

• Se expresa en lenguaje gráfico tridimensional.

• Su comportamiento es dinámico y opera en tiempo real.

• Su operación está basada en la incorporación del usuario en el "interior" del

medio computarizado.

• Requiere que, en principio haya una "suspensión de la incredulidad" como

recurso para lograr la integración del usuario al mundo virtual al que ingresa.

• Posee la capacidad de reaccionar ante el usuario, ofreciéndole, en su

modalidad más avanzada, una experiencia inmersiva, interactiva y

• multisensorial.

OBJETIVOS.

• Crear un mundo posible, crearlo con objetos, definir las relaciones entre

ellos y la naturaleza de las interacciones entre los mismos.

• Poder presenciar un objeto o estar dentro de él, es decir penetrar en ese

mundo que solo existirá en la memoria del observador un corto plazo (mientras lo

observe) y en la memoria de la computadora.

• Que varias personas interactúen en entornos que no existen en la realidad

sino que han sido creados para distintos fines. Hoy en día existen muchas

aplicaciones de entornos de realidad virtual con éxito en muchos de los casos. En

estos entornos el individuo solo debe preocuparse por actuar, ya que el espacio

que antes se debía imaginar, es facilitado por medios tecnológicos.

La meta básica de la RV es producir un ambiente que sea indiferenciado a la

realidad física (Lee, 1992). Un simulador comercial de vuelo es un ejemplo, donde

se encuentran grupos de personas en un avión y el piloto entra al simulador de la

cabina, y se enfrenta a una proyección computadorizada que muestra escenarios

virtuales en pleno vuelo, aterrizando, etc. Para la persona en la cabina, la ilusión

es muy completa, y totalmente real, y piensan que realmente están volando un

avión. En este sentido, es posible trabajar con procedimientos de emergencia, y

con situaciones extraordinarias, sin poner en peligro al piloto y a la nave.

La R.V. toma el mundo físico y lo sustituye por entrada y salida de información, tal

como la visión, sonido, tacto, etc. Computadorizada

CLASIFICACIÓN DE LA REALIDAD VIRTUAL.

Existen diversas formas de clasificar los actuales sistemas de realidad virtual. A

continuación presentaremos una basada en el tipo de interfaz con el usuario. En

ese caso pueden mencionarse:

• SISTEMAS VENTANAS (Window on World Systems).

Se han definido como sistemas de Realidad Virtual sin Inmersión.

Algunos sistemas utilizan un monitor convencional para mostrar el mundo virtual.

Estos sistemas son conocidos como WOW (Windows on a Word) y también como

Realidad Virtual de escritorio.

Estos sistemas tratan de hacer que la imagen que aparece en la pantalla luzca

real y que los objetos, en ella representada actúen con realismo.

COMO TRABAJA LA REALIDAD VIRTUAL.

El computador y el software especial que el mismo utiliza para crear la ilusión de

Realidad Virtual constituye lo que se ha denominado "máquina de realidad"

("reality engine"). Un modelo tridimensional detallado de un mundo virtual es

almacenado en la memoria del computador y codificado en microscópicas rejillas

de "bits". Cuando un cibernauta levanta su vista o mueve su mano, la "máquina de

realidad" entreteje la corriente de datos que fluye de los sensores del cibernauta

con descripciones actualizadas del mundo virtual almacenado para producir la

urdimbre de una simulación tridimensional.

Una "máquina de realidad" es el corazón de cualquier sistema de realidad virtual

porque procesa y genera Mundos Virtuales, incorporando a ese proceso uno o

más computadoras. Una "máquina de realidad" obedece a instrucciones de

Software destinadas al ensamblaje, procesamiento y despliegue de los datos

requeridos para la creación de un mundo virtual, debiendo ser lo suficientemente

poderosa para cumplir tal tarea en "tiempo real" con el objeto de evitar demoras

("lags") entre los movimientos del participante y las reacciones de la máquina a

dichos movimientos. El concepto de "máquina de realidad" puede operar a nivel de

computadoras personales, estaciones de trabajo y supercomputadoras. El

computador de un sistema de Realidad Virtual maneja tres tipos de tareas:

a. Entrada de Datos

b. Salida de datos

c. Generación, operación y administración de mundos virtuales.

Lo descrito constituye solo una parte del sistema de Realidad Virtual. El

Ciberespacio constituye una producción cooperativa de la "máquina de realidad"

basada en microchips y la "máquina de realidad neutral" alojada en nuestro

cráneo. El computador convierte su modelo digital de un mundo en el patrón

apropiado de puntos de luz, visualizados desde la perspectiva apropiada e

incluyendo ondas audibles, mezcladas en la forma apropiada para más o menos

convencernos que nos encontramos experimentando un mundo virtual.

Sobre los ojos, dos pantallas de cristal líquido montadas en un casco de

visualización permiten que las imágenes de síntesis varíen en perfecta

sincronización con nuestros movimientos. Si giramos la cabeza hacia la derecha,

la imagen se desplaza –en tiempo real- hacia la izquierda. Si avanzamos, la

imagen aumenta de tamaño, igual que si nos acercásemos a ella. Nos colocamos

un guante y una mano artificial obedece a los más mínimos movimientos de

nuestra mano.

DIFERENCIA ENTRE LO REAL Y LO VIRTUAL.

El desarrollo de computadoras más veloces, el crecimiento de las memorias RAM

y la miniaturización siempre creciente de los componentes junto a los avances en

el diseño de sofisticados programas de gráfica han hecho aparecer en las

pantallas "mundos" completamente artificiales. El film "El hombre del jardín" ha

sido especialmente ilustrativo acerca de este nuevo campo llamado "realidad

virtual". Esta nueva expresión ya está entrando en el lenguaje diario, aunque

algunas veces en forma no muy apropiada. ¿Qué es, en verdad, una realidad

"virtual?" ¿Qué es lo que, en computación o en teleinformática, podemos llamar

con propiedad "realidad virtual?" ¿Puede tener importancia fuera del mero ámbito

de la recreación (juegos de computadoras)? ¿Afecta la enseñanza, especialmente

en la universidad?

Vivimos en una época de Realidad Virtual. Creemos que todo es real a nuestro

alrededor, sin embargo en gran parte es gran medida ficción. Por tanto, ficción,

emulación, que asimilamos a través de los canales que tenemos a disposición:

desde la TV hasta las revistas.

La Realidad es la cualidad o estado de ser real o verdadero.

Lo virtual es lo que resulta en esencia o efecto, pero no como forma, nombre o

hecho real.

El scrolling de toda computadora ejemplifica la RV, al hacer scrolling de un mapa

el usuario tiene la facilidad de que con el Mouse puede ir viendo la parte del mapa

que prefiera, esto da la sensación de ir navegando por el mapa, pero este no está

en ningún lado, ya que no es cierto que la computadora este viendo ese pedazo

del mapa y lo demás esté oculto en el espacio, ya que lo que se está viendo no se

encuentra en ningún lado, porque la información está en el disco y al darle la

instrucción a la máquina de que busque la información esta la busca en el rígido y

la procesa a tal velocidad que la impresión que le da al usuario es que el mapa

está ahí pero en realidad, no existe.

La sociedad real y la virtual comparten un conjunto de características comunes,

pero también tienen grandes diferencias. Por una parte, prácticamente todas las

contradicciones sociales de la sociedad real se encuentran también en la sociedad

virtual, pero la forma en que éstas se despliegan adquiere en algunos casos

matices propios y en ciertas oportunidades adopta una lógica abiertamente

contradictoria con la del mundo social real. Tal cosa sucede, por ejemplo, en las

relaciones entre las colectividades sociales y las naciones. Mientras que en la

sociedad real moderna las naciones son un referente decisivo, en la sociedad

virtual éstas no tienen una significativa importancia. El ciberespacio no tiene

fronteras y es planetario por su naturaleza. Sin embargo, las posibilidades del

pleno despliegue de las potencialidades de la sociedad virtual pueden ser

apoyadas o bloqueadas de acuerdo, por ejemplo, a la política adoptada por los

gobiernos de la sociedad real. A su vez, la trama de las relaciones sociales

establecidas en el ciberespacio puede jugar un papel muy importante en la

aceleración de la crisis del Estado-nación de base territorial, como hoy lo

conocemos.

La propia existencia de las redes electrónicas ha permitido que el debate de estos

temas alcance una dimensión planetaria. De hecho, una buena parte de los

estudios dedicados a la sociedad virtual se encuentran disponibles en Internet, al

alcance de quienes quieran revisarlos. Esto favorece, al mismo tiempo, la fácil

emergencia de una conciencia de pertenencia entre sus integrantes. Así ha

surgido la identidad denetizens: los ciudadanos de la red (derivado de net = red y

citizen = ciudadano), que en cuanto tales se perciben como sujetos sociales que

tienen derechos cívicos que deben ser defendidos frente al Estado, que pretende

recortarlos, como una manera de defender su monopolio sobre los medios

simbólicos de control social. No es, por eso, extraño que el ciberespacio se haya

convertido en un terreno de lucha social y que las relaciones entre la sociedad real

y la virtual sean profundamente contradictorias.

Aunque la sociedad virtual es intangible, pues su trama está formada por bits de

información que circulan en las redes y que en sí no tienen ni un átomo de

materialidad, su despliegue tiene consecuencias muy concretas sobre la dinámica

de la sociedad real. De allí que despierte al mismo tiempo aprensiones y

esperanzas, entusiasmo y desconfianza. Las identidades de la sociedad virtual no

son excluyentes frente a las de la sociedad real pero sin duda redefinirán

profundamente la propia forma cómo se construyen todas las identidades. Como

veremos, el despliegue del ciberespacio provoca profundos cambios en la

percepción de cuestiones tan elementales como son las nociones de espacio y

tiempo.

Dos reflexiones finales antes de abordar el análisis más detallado de la naturaleza

y la dinámica de la sociedad virtual. En primer lugar, ésta se inserta de una

manera absolutamente natural dentro de los cambios que viene experimentando el

mundo durante este período histórico. Por una parte, su propia sustancia es

perfectamente compatible con el proceso de desmaterialización de todos los

órdenes de lo social que analizábamos en la primera parte de este libro y, por la

otra, su aceleración es perfectamente compatible con la del tiempo social en este

período de profundos cambios que vive la humanidad. La sociedad virtual es una

parte orgánica de este complejo de cambios pero también juega un rol cada vez

más importante, impulsándolos.

Esto me lleva a la segunda reflexión. Se estima que en los próximos cinco años

deben incorporarse a la sociedad virtual aproximadamente mil millones de

personas. Por su magnitud la sociedad virtual hoy es ya planetaria pero en apenas

un lustro más incorporará a una cantidad de gente conectada entre sí,

interactuando de maneras que hoy sólo es posible imaginar, como era imposible

soñar hace apenas una década atrás. Lo que suceda con la sociedad virtual

tendrá implicaciones para toda la humanidad, tanto la conectada cuanto la que

quede al margen.

Sin embargo la configuración final de la sociedad virtual no puede ser descrita

entre otras cosas porque aún no está totalmente definida. Esto abre por un corto

período la posibilidad de intervenir en su configuración. Si no lo hacemos,

igualmente terminaremos incorporados, pero nuevamente de una forma

subordinada: no como sujetos sino como objetos del proceso; como consumidores

pasivos y no como productores activos; como víctimas, en lugar de protagonistas

del mismo. Soy un convencido de que junto con muchos peligros el despliegue de

la sociedad virtual abre un conjunto de posibilidades. Depende de nosotros

aprovechar éstas y prevenirnos de aquellos. Pero el tiempo apremia. Según una

aguda observación, los cambios en Internet son de tal magnitud que un año de su

historia equivale a siete de los de cualquier otro medio. Medida así su evolución,

ha transcurrido casi un siglo desde el nacimiento de la red de redes, la World Wide

Web tiene dos décadas de antigüedad y hasta el final del siglo (es decir en los

próximos tres años) habrá experimentado una evolución equivalente a dos

décadas adicionales de crecimiento y desarrollo. De allí el sentimiento de urgencia

que el tema suscita...

LAS PALABRAS Y LAS COSAS.

Las lenguas muertas se diferencian de las vivas en que mientras las primeras se

mantienen iguales a sí mismas, suspendidas en una especie de presente eterno,

las segundas van cambiando continuamente, a medida que cambia la realidad que

viven quienes las emplean.

Las lenguas vivas evolucionan continuamente porque los hombres y mujeres

experimentan permanentemente nuevas vivencias que deben ser expresadas.

Pero aunque los idiomas cambian no lo hacen con la misma velocidad con que la

humanidad acumula nuevos conocimientos y vive nuevas experiencias. Y en

ciertos casos suelen producirse entonces grandes brechas entre la realidad y las

palabras que buscan expresarla.

En el lenguaje existen innumerables huellas de viejas visiones de la realidad que

una vez fueron predominantes. Así, seguimos diciendo que «el Sol sale» o «el Sol

se pone», a pesar de que desde hace siglos es sabido que es la Tierra la que gira

alrededor de su estrella madre y no al revés. Copérnico cambió para siempre

nuestra visión del cosmos demostrando que no somos el centro del universo sino

habitamos un pequeño planeta situado en sus suburbios. Pero ese conocimiento,

que es parte del patrimonio cultural de la mayoría de los habitantes de nuestro

planeta, no ha cambiado la vieja manera de expresar la vivencia de nuestra

ubicación en el universo.

La brecha que separa a las palabras y la realidad que éstas buscan expresar

suele hacerse particularmente grande cuando se viven épocas de revolución. Los

rápidos cambios que experimenta la realidad provocan entonces una creciente

inadecuación entre la realidad y las palabras que pretenden aprehenderla. Esto es

evidente con las nuevas realidades que están emergiendo con el despliegue de

las tecnologías de la tercera revolución industrial.

EL LENGUAJE RETRASADO.

Según la vigésima primera edición del Diccionario de la Real Academia de la

Lengua publicada en 1992 la palabra virtual, proveniente del latín virus (fuerza,

virtud), alude como adjetivo a lo «que tiene virtud para producir un efecto, aunque

no lo produce de presente [...] usándose frecuentemente en oposición a efectivo o

real». En una segunda acepción virtual es equivalente a «implícito» y «tácito»,

teniendo otra significación en la física, donde alude a aquello «que tiene existencia

aparente y no real». En la misma línea, una reputada fuente de consulta editada

en nuestra lengua, la Enciclopedia Santillana, dice que virtual es lo «que tiene la

posibilidad o la capacidad de ser o producir lo que expresa el sustantivo, aunque

actualmente no lo es o no lo ha producido todavía». «Virtual» tiene pues hoy, para

las fuentes más importantes dedicadas a definir el léxico de nuestro idioma, las

mismas acepciones con que era utilizado hace dos mil trescientos años en la

Grecia de Platón.

Pero estas definiciones son inadecuadas no ya para las realidades que

empezamos a vivir a fines del segundo milenio de nuestra era sino inclusive para

los conocimientos alcanzados por la física hace varias décadas atrás. Los logros

de la mecánica cuántica obligaron a cuestionar radicalmente la oposición, que se

consideraba evidente de por sí, entre lo virtual y lo real, mostrando que a la escala

subatómica, saturada de partículas virtuales, que tienen una existencia tan efímera

que no hay instrumentos capaces de medir su presencia y sólo son conocidas por

las interacciones que realizan y sin embargo son tan reales como las otras, la

diferencia entre uno y otro ha terminado siendo más cuestión de grado que una

oposición irreductible instalada en la naturaleza de las cosas.

EL HABLA DEL SIGLO XXI.

Si ésta es la situación en una ciencia que tiene ya unas venerables siete décadas

de existencia las nuevas realidades que vienen apareciendo día a día en el mundo

de las redes electrónicas hacen la situación simplemente patética. Términos como

«sociedad virtual» y «realidad virtual» son hoy parte del lenguaje de todos los días

y conocen una popularidad como la que tuvieron en la década del cincuenta los

términos «atómico» y «nuclear».

Existe una razón sin embargo que permite creer que hoy nos hallamos frente a

algo más que una moda efímera. Mientras que los términos de las ciencias que

estudian el universo de lo infinitamente pequeño afectaron directamente la vida de

una muy pequeña fracción de la población aquellos que estaban embarcados en

esa aventura del pensamiento llamada física moderna los de la realidad vinculada

al ciberespacio (que es donde estos términos tienen sentido hoy) prometen afectar

a muy corto plazo la existencia de toda la humanidad. A fines de los ochenta

estaban conectados a las redes electrónicas apenas unos pocos millares de

individuos pero hoy lo están más de 100 millones y las previsiones (que

presumiblemente serán rebasadas por la realidad) señalan que para a inicios del

siglo XXI más de mil millones de humanos estarán integrados a la sociedad virtual.

Vale la pena pues discutir de qué estamos hablando.

PROBLEMAS ACTUALES DE LA REALIDAD VIRTUAL.

En términos del estado actual de la tecnología, existe aún un número de

importantes problemas por resolver para garantizar nuestra satisfacción como

futuros usuarios a nivel sistemático y no casual. Estos problemas están siendo

atacados en la actualidad por numerosos equipos humanos, a nivel técnico y

científico. Entre ellos:

a. Representación

b. Realimentación háptica ("haptic feedback")

c. Demora ("lag") en tiempo de respuesta

d. Rango de rastreo

e. Angulo de visualización

f. Malestar por uso prolongado

A continuación se explican los términos mencionados y el porqué de sus

inconvenientes:

MALESTAR POR USO PROLONGADO.

Bajo circunstancias ordinarias, los sistemas sensoriales del ser humano operan

como una pieza de maquinaria cuidadosamente entonada. Incluso la,

aparentemente simple, tarea de caminar erguido manteniendo un balance, es

logrado a través de relaciones precisas entre los diversos músculos y mecanismos

sensoriales. Pero ¿Qué pasa si alteramos, recombinamos o eliminamos un

variado número de estas pistas?...

Se estima en 10% de usuarios de Realidad Virtual los afectados por el malestar

derivado, del uso prolongado. Esto se debe a la falta de validación entre los

sentidos de estas personas y las señales contradictorias que son recibidas por los

ojos y el sentido de posición del cuerpo. A este fenómeno se le ha llamado "sim-

sickness". Este malestar es inducido por los efectos de inmersión en mundos

virtuales, cuando los usuarios cibernautas se encuentran volando, girando, etc.,

sus síntomas se asemejan a los experimentados por astronautas cuando entran

en caída libre o por pasajeros mareados a bordo de un barco.

En este sentido, se han detectado síntomas de incomodidad y hasta de nausea

durante experiencias de Realidad Virtual, si la rata de cuadros por segundo tiene

unos valores determinados.

Se hace cada vez más claro que los efectos sobre el sentido del cuerpo, en

términos de su propia posición propioceptiva de lo que está haciendo durante

experiencias de Realidad Virtual puede resultar considerablemente complejo e

impredecible. Las sofisticadas relaciones entre los efectos de las simulaciones

sobre el cuerpo y sobre las interpretaciones del cerebro, muy posiblemente se

constituyan en una rica fuente de interrogantes durante años venideros.

Una forma de combatir la VIMS es la inclusión de un período de "calentamiento" o

adaptación a la experiencia virtual. Las investigaciones actuales muestran que la

náusea tiende a ocurrir durante la exposición inicial de un usuario a una

simulación específica, especialmente cuando existen muchas pistas visuales.

Cuando, por ejemplo se generan frecuentes movimientos de arranque y detención

y frecuentes cambios en la aceleración, el usuario puede experimentar VIMS. En

este sentido, la adaptación gradual mediante el período de calentamiento,

suministra una clave para reducir el malestar inducido en el usuario de Realidad

Virtual.

PRECONCEPCIONES SOBRE REALIDAD VIRTUAL

Una de las típicas preconcepciones de las personas que no han tenido contacto

formal con la temática de realidad virtual es asumir que, para iniciar actividades en

el área se requieren de equipos costosos y que al no disponer de dichos equipos

no será posible hacer nada para poder participar en el área. Este punto de vista de

hecho reconoce tan solo la existencia de dos posiciones radicales: Realidad

Virtual Total o No Realidad Virtual. En la práctica esta posición es simplista y

errada, fruto de las fantasías creadas por las lecturas de artículos sensacionalistas

que hacen uso excesivo del entusiasmo debido a sobrexpectativas infundadas.

En función de lo anteriormente expuesto, diremos que, el expectoró de opciones

de Realidad Virtual disponible, en los actuales momentos, para los

experimentadores ofrece un conjunto de posibilidades que representan mucho

más que un simple tener o no tener.

Estas posibilidades se extienden desde el estudio y adquisición de conocimiento

teórico sobre el tema, pasando por el uso elemental de lentes y guantes de bajo

costo, adaptados de equipos concebidos en su origen para videojuegos hasta

supercomputadoras y sofisticados cascos (HMDs), tales como los que utiliza la

NASA, con inversiones de millones de dólares.

En el siguiente cuadro se presentan las opciones en la evolución del conocimiento

y uso de la Realidad Virtual:

1.2. ROBÓTICA

A modo de introducción, debemos hacer referencia al origen de la palabra Robot,

si bien desde la antigüedad se conocen ingenios mecánicos con formas más o

menos humanas cuyo propósito fue proveer diversión en las cortes o llamar la

atención de la gente, estos ingenios carecen de importancia desde el punto de

vista tecnológico, precisamente por su destino.

El término Robot fue acuñado por el escritor checoslovaco Karel Kapek, fallecido

en 1938, que adquirió fama mundial con su obra R.U.R en la que presenta al

obrero moderno como un esclavo mecánico, es allí donde justamente emplea la

palabra Robot, tomada del eslavo Robota, que significa trabajo. Es este aspecto

que sí nos interesa y sobre el cual haremos algunas consideraciones.

Norber Winer, matemático norteamericano, que introdujo el término cibernética y

su teoría, refiriéndose al mismo tema, expresó:

"Es una degradación para un ser humano encadenarlo a un remo y usarlo como

fuente de energía; pero es casi igual degradación asignarle tareas puramente

repetitivas en una fábrica, que exigen menos de una millonésima de su poder

cerebral".

Es más sencillo organizar una fábrica que utiliza individualidades humanas

aprovechando sólo una fracción trivial de su valía, que preparar un mundo en el

que estos puedan alcanzar su plena dimensión.

La aplicación del Taylorismo ha traído como consecuencia no sólo condiciones

particulares de consumo y cultura, sino también resulta ser los responsables de la

creación de condiciones de trabajos repetitivos, monótonos, alienantes y

degradantes para quien las efectúa.

No son pocos los intentos que se efectúan con el ánimo de modificar las

condiciones de trabajo comentadas, estos intentos que describiremos rápidamente

y que reciben denominaciones tan atractivas como:

"Rotación del trabajo" (Job-rotation) o "Ensanchamiento del trabajo" (Job-

enlargement) consisten por ejemplo en que los trabajadores José, Pedro y Juan

cumplan alternativamente los trabajos repetitivos X, Y y Z. Como podemos

comprender se trata de una solución falsa, en la que operarios cumplen una serie

de operaciones repetitivas, al final de las cuales deberán comenzar nuevamente.

El "Trabajo enriquecido" (job-enrichement) agrega a la rotación ya descrita la

ejecución de tareas no repetitivas, como por ejemplo el mantenimiento. Un

ejemplo de este sistema en el que se han puesto grandes esperanzas, lo

constituyeron las islas de montaje en la industria automotriz Sueca.

Los resultados obtenidos hasta el presente no justifican las expectativas iniciales.

Hasta el momento sólo la Robotización del trabajo o Robótica aparece como el

medio capaz de superar al Taylorismo mediante una revalorización de su filosofía,

cuya racionalidad consiste en haber parcializado el trabajo, pero su irracionalidad

se manifiesta en el último eslabón del proceso, constituido por el empleo de un ser

"inteligente" en una operación estúpida.

La aplicación de los robots se enfoca prácticamente a cualquier tarea que el ser

humano pueda realizar, abriéndose así el campo de investigación para la robótica.

Las principales restricciones para la investigación de cómo realizar cierta tarea son

el costo en dinero y tiempo y esto precisamente es lo que ha definido las áreas de

investigación en la robótica. Debido a estas restricciones, las principales

aplicaciones que se tienen actualmente son en manufactura y cuyo aumento

esperado en productividad justifica la inversión. Es por ello que en nuestro trabajo

nos centraremos en el estudio de la robótica industrial, principalmente.

La Robótica

La robótica es un área interdisciplinaria formada por la ingeniería mecánica,

eléctrica, electrónica y sistemas computacionales. La mecánica comprende tres

aspectos: diseño mecánico de la máquina, análisis estático y análisis dinámico. La

microelectrónica le permite al robot trasmitir la información que se le entrega,

coordinando impulsos eléctricos que hacen que el robot realice los movimientos

requeridos por la tarea. La informática provee de los programas necesarios para

lograr la coordinación mecánica requerida en los movimientos del robot, dar un

cierto grado de inteligencia a la máquina, es decir adaptabilidad, autonomía y

capacidad interpretativa y correctiva.

El término de robótica inteligente combina cierta destreza física de locomoción y

manipulación, que caracteriza a lo que conocemos como robot, con habilidades de

percepción y de razonamiento residentes en una computadora. La locomoción y

manipulación están directamente relacionadas con los componentes mecánicos de

un robot. La percepción está directamente relacionada con dispositivos que

proporcionan información del medio ambiente (sensores); estos dispositivos

pueden ser de tipo ultrasonido (radares), cámaras de visión, láseres, infrarrojos,

por mencionar algunos. Los procesos de razonamiento seleccionan las acciones

que se deben tomar para realizar cierta tarea encomendada. La habilidad de

razonamiento permite el acoplamiento natural entre las habilidades de percepción

y acción.

La robótica en la actualidad tiene dos ramas: una que trata con ambientes

preparados (industriales) y la otra que trata con ambientes no estructurados y no

predecibles (submarinos, catástrofes y el espacio). En algún tiempo se pensó

erróneamente que se necesitaría de un gran desarrollo en sensado, percepción y

razonamiento aún para robots industriales.

Actualmente, la robótica industrial se está extendiendo en muchos países,

especialmente en Japón, debido exactamente a que se tiene disponibles el tiempo

y el ambiente para preparar al robot en su tarea a realizar para practicarla y

perfeccionarla, de tal forma que se pueda repetir muchas veces. El sensado se

utiliza raramente para cubrir cosas ligeramente impredecibles. Sin embargo, lo del

proceso anterior es suficiente dado que la planeación y preparación son las

palabras claves en manufactura.

Los investigadores en robótica han tenido que enfocarse en ambientes no

estructurados para poder justificar mucha de la investigación en sensado y

habilidad de manejo que se ha hecho en la última década. Obviamente, el hombre

puede hacer muchas más cosas que un robot, pero la pregunta continúa: si la

robótica lo reemplazará o no.

Campos de aplicación de la robótica.

Teóricamente el uso de sistemas robóticos podría extenderse a casi todas las

áreas imaginables en donde se necesite de la ejecución de tareas mecánicas,

tareas hoy ejecutadas por el hombre o imposibles de ejecutar por él (por ej. una

exploración sobre el terreno de la superficie marciana). Se entiende, en este

contexto, que tarea mecánica es toda actividad que involucra presencia física y

movimiento por parte de su ejecutor.

Pero al situarnos en el contexto real, en la práctica, nos damos cuenta de que

existen factores que limitan el vuelo de nuestra imaginación, los que

mencionaremos en el siguiente punto.

Algunos de los campos de aplicación actuales de la robótica son:

Investigación - Exploración.

En donde los robots presentan la ventaja de resistir mejor los medioambientes

hostiles para el ser humano.

Entretenimiento.

Esta industria se favorece del uso de robots para recrear situaciones ficticias o

posibles, haciendo uso de los llamados "efectos especiales".

Construcción.

Industria en que ya se registran proyectos que incluyen el uso de robots como

ejecutores de tareas de dimensionamiento, transporte, montaje, entre otras.

Automatización Industrial.

Es el más relevante y de interés para nosotros. Corresponde al uso de robots en la

industria a fin de mejorar, agilizar y aumentar la producción en los diferentes

procesos.

Factores que limitan el desarrollo e implementación de sistemas robóticos.

Como mencionamos anteriormente, las aplicaciones de los sistemas robóticos

podrían ser innumerables. Pero existen dos factores, fuertes y decisivos, que

inhiben el crecimiento y desarrollo de esta tecnología. Estos a considerar son:

Limitaciones económicas.

Dado que la robótica es una disciplina de avanzada y en desarrollo, los costos

asociados a ella son altísimos, puesto que se necesitan recursos no sólo para su

construcción. Hay muchas áreas de investigación relacionadas que también son

fuentes de costo, y hacen que en la actualidad un sistema robótico sea un

producto carísimo y no masificado.

Limitaciones tecnológicas.

Un campo de investigación como la robótica está orientado a tratar de llevar a la

práctica ideas que pueden haber sido concebidas hace ya mucho tiempo. Además

del factor recursos, la concreción de dichas ideas dependerá de que se hayan

encontrado o desarrollado los medios tecnológicos que la permitan.

Robótica y automatización

Son disciplinas surgidas en diferentes épocas. La robótica nace en décadas

recientes para complementarse con la automatización, aportándole como

elemento innovador cierto grado de inteligencia.

En el contexto industrial, la automatización es como una tecnología que está

relacionada con el empleo de sistemas mecánicos, electrónicos y basados en la

informática en la operación y control de la producción. Este concepto, para ser

actualizado, debe incluir el uso de robots.

El robot industrial forma parte del progresivo desarrollo de la automatización

industrial, favorecido notablemente por el avance de las técnicas de control por

computadora, y contribuye de manera decisiva a la automatización en los

procesos de fabricación de series de mediana y pequeña escala.

Tipos de automatización industrial

Automatización fija:

Se utiliza cundo el volumen de producción es muy alto, y por lo tanto es adecuada

para diseñar equipos especializados para procesar productos o componentes de

éstos con alto rendimiento y elevadas tasas de producción.

Programable.

Se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una

diversidad de productos a obtener. En este caso, el equipo de producción está

diseñado para ser adaptable a variaciones en la configuración del producto. Esta

característica de adaptabilidad se logra haciendo funcionar el equipo bajo el

control de un programa de instrucciones para el producto dado. La producción se

obtiene por lotes.

Flexible.

Es una categoría situada entre las dos anteriores. Se ha comprobado que es más

adecuada para el rango medio de producción. Con este tipo de automatización

pueden obtenerse simultáneamente varios tipos de producto, en el mismo sistema

de fabricación.

Robótica Industrial

¿Qué es el robot industrial?

Se entiende por Robot Industrial a un dispositivo de maniobra destinado a ser

utilizado en la industria y dotado de uno o varios brazos, fácilmente programable

para cumplir operaciones diversas con varios grados de libertad y destinado a

sustituir la actividad física del hombre en las tareas repetitivas, monótonas,

desagradables o peligrosas.

El RIA Robot Institute of America define al Robot como "Un manipulador

multifuncional reprogramable, diseñado para mover materiales, partes,

herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos variables

programados para la performance de una variedad de labores"

Estas definiciones indudablemente no abarcan todas las posibilidades de

aplicación presente y futuras de los Robots y en opinión de quienes escriben, el

Robot es para la producción, lo que el computador es para el procesamiento de

datos. Es decir, una nueva y revolucionaria concepción del sistema productivo

cuyos alcances recién comienzan a percibirse en los países altamente

industrializados.

Realmente, los Robots no incorporan nada nuevo a la tecnología en general, la

novedad radica en la particularidad de su arquitectura y en los objetivos que se

procura con los mismos. El trabajo del Robot se limita generalmente a pocos

movimientos repetitivos de sus ejes, estos son casi siempre 3 para el cuerpo y 3

para la mano o puño, su radio de acción queda determinado por un sector circular

en el espacio donde este alcanza a actuar. Cuando las partes o piezas a

manipular son idénticas entre sí y se presentan en la misma posición, los

movimientos destinados a reubicar o montar partes se efectúan mediante

dispositivos articulados que a menudo finalizan con pinzas.

La sucesión de los movimientos se ordena en función del fin que se persigue,

siendo fundamental la memorización de las secuencias correspondientes a los

diversos movimientos. Puede presentarse el caso en el que las piezas o partes a

ser manipuladas no se presenten en posiciones prefijadas, en este caso el robot

deberá poder reconocer la posición de la pieza y actuar u orientarse para operar

sobre ella en forma correcta, es decir se lo deberá proveer de un sistema de

control adaptativo.

Si bien no existen reglas acerca de la forma que debe tener un robot industrial, la

tecnología incorporada a él está perfectamente establecida y en algunos casos

esta procede de las aplicadas a las máquinas-herramientas. Los desplazamientos

rectilíneos y giratorios son neumáticos, hidráulicos o eléctricos. Como es sabido,

los sistemas neumáticos no proveen movimientos precisos debido a la

compresibilidad del aire y en ellos deben emplearse topes positivos para el

posicionamiento, lo que implica la utilización de dispositivos de desaceleración.

Los Robots Neumáticos poseen una alta velocidad de operación manipulando

elementos de reducido peso.

Los accionamientos hidráulicos proporcionan elevadas fuerzas, excelente control

de la velocidad y posicionamiento exacto. En cuanto a los sistemas eléctricos se

utilizan motores de corriente continúa o motores paso a paso. Estos dos tipos de

Robots quedan reservados a la manipulación de elementos más pesados o los

procesos de trayectorias complejas como las tareas de soldadura por punto o

continua.

Clasificación de los robots industriales

Una clasificación del grado de complejidad del Robot puede establecerse de la

siguiente forma:

Robots de primera generación:

Dispositivos que actúan como "esclavo" mecánico de un hombre, quien provee

mediante su intervención directa el control de los órganos de movimiento. Esta

transmisión tiene lugar mediante servomecanismos actuados por las extremidades

superiores del hombre, caso típico manipulación de materiales radiactivos,

obtención de muestras submarinas, etc.

Robots de segunda generación:

El dispositivo actúa automáticamente sin intervención humana frente a posiciones

fijas en las que el trabajo ha sido preparado y ubicado de modo adecuado

ejecutando movimientos repetitivos en el tiempo, que obedecen a lógicas

combinatorias, secuenciales, programadores paso a paso, neumáticos o

Controladores Lógicos Programables. Un aspecto muy importante está constituido

por la facilidad de rápida reprogramación que convierte a estos Robots en

unidades "versátiles" cuyo campo de aplicación no sólo se encuentra en la

manipulación de materiales sino en todo los procesos de manufactura, como por

ejemplo: en el estampado en frío y en caliente asistiendo a las máquinas-

herramientas para la carga y descarga de piezas. En la inyección de

termoplásticos y metales no ferrosos, en los procesos de soldadura a punto y

continúa en tareas de pintado y reemplazando con ventaja algunas operaciones

de máquinas convencionales.

Robots de tercera generación:

Son dispositivos que habiendo sido construidos para alcanzar determinados

objetivos serán capaces de elegir la mejor forma de hacerlo teniendo en cuenta el

ambiente que los circunda. Para obtener estos resultados es necesario que el

robot posea algunas condiciones que posibiliten su interacción con el ambiente y

los objetos. Las mínimas aptitudes requeridas son: capacidad de reconocer un

elemento determinado en el espacio y la capacidad de adoptar propias

trayectorias para conseguir el objetivo deseado. Los métodos de identificación

empleados hacen referencia a la imagen óptica por ser esta el lenguaje humano

en la observación de los objetos, sin embargo no puede asegurarse que la que es

natural para el hombre, constituye la mejor solución para el robot.

Tipos de configuraciones para robots industriales

Cuando se habla de la configuración de un robot, se habla de la forma física que

se le ha dado al brazo del robot.

El brazo del manipulador puede presentar cuatro configuraciones clásicas: la

cartesiana, la cilíndrica, la polar y la angular.

Configuración cartesiana:

Posee tres movimientos lineales, es decir, tiene tres grados de libertad, los cuales

corresponden a los movimientos localizados en los ejes X, Y y Z.

Los movimientos que realiza este robot entre un punto y otro son con base en

interpolaciones lineales. Interpolación, en este caso, significa el tipo de trayectoria

que realiza el manipulador cuando se desplaza entre un punto y otro.

A la trayectoria realizada en línea recta se le conoce como interpolación lineal y a

la trayectoria hecha de acuerdo con el tipo de movimientos que tienen sus

articulaciones se le llama interpolación por articulación.

Configuración cilíndrica:

Puede realizar dos movimientos lineales y uno rotacional, o sea, que presenta tres

grados de libertad.

El robot de configuración cilíndrica está diseñado para ejecutar los movimientos

conocidos como interpolación lineal e interpolación por articulación.

La interpolación por articulación se lleva a cabo por medio de la primera

articulación, ya que ésta puede realizar un movimiento rotacional.

Configuración polar:

Tiene varias articulaciones. Cada una de ellas puede realizar un movimiento

distinto: rotacional, angular y lineal.

Este robot utiliza la interpolación por articulación para moverse en sus dos

primeras articulaciones y la interpolación lineal para la extensión y retracción.

Configuración angular (o de brazo articulado):

Presenta una articulación con movimiento rotacional y dos angulares. Aunque el

brazo articulado puede realizar el movimiento llamado interpolación lineal (para lo

cual requiere mover simultáneamente dos o tres de sus articulaciones), el

movimiento natural es el de interpolación por articulación, tanto rotacional como

angular.

Además de las cuatro configuraciones clásicas mencionadas, existen otras

configuraciones llamadas no clásicas.

El ejemplo más común de una configuración no clásica lo representa el robot tipo

SCARA, cuyas siglas significan: Selective apliance arm robot for assembly. Este

brazo puede realizar movimientos horizontales de mayor alcance debido a sus dos

articulaciones rotacionales. El robot de configuración SCARA también puede hacer

un movimiento lineal (mediante su tercera articulación).

Volumen de trabajo

Para acercarnos más al conocimiento de los robots industriales, es preciso tocar el

tema que se refiere al volumen de trabajo y la precisión de movimiento.

Entre las características que identifican a un robot se encuentran su volumen de

trabajo y ciertos parámetros como el control de resolución, la exactitud y la

repetibilidad.

El volumen de trabajo de un robot se refiere únicamente al espacio dentro del cual

puede desplazarse el extremo de su muñeca. Para determinar el volumen de

trabajo no se toma en cuenta el efecto final. La razón de ello es que a la muñeca

del robot se le pueden adaptar gripers de distintos tamaños.

Para ilustrar lo que se conoce como volumen de trabajo regular y volumen de

trabajo irregular, tomaremos como modelos varios robots.

El robot cartesiano y el robot cilíndrico presentan volúmenes de trabajo regulares.

El robot cartesiano genera una figura cúbica.

El robot de configuración cilíndrica presenta un volumen de trabajo parecido a un

cilindro (normalmente este robot no tiene una rotación de 360°)

Por su parte, los robots que poseen una configuración polar, los de brazo

articulado y los modelos SCARA presentan un volumen de trabajo irregular.

Sistemas de Impulsión de los robots industriales:

Los más comunes son tres: impulsión hidráulica, impulsión eléctrica e impulsión

neumática.

Hidráulico.

El sistema de impulsión hidráulica es en la que se utiliza un fluido, generalmente

un tipo de aceite, para que el robot pueda movilizar sus mecanismos. La impulsión

hidráulica se utiliza para robots grandes, los cuales presentan mayor velocidad y

mayor resistencia mecánica.

Eléctrico.

Se le da el nombre de impulsión eléctrica cuando se usa la energía eléctrica para

que el robot ejecute sus movimientos. La impulsión eléctrica se utiliza para robots

de tamaño mediano, pues éstos no requieren de tanta velocidad ni potencia como

los robots diseñados para funcionar con impulsión hidráulica. Los robots que usan

la energía eléctrica se caracterizan por una mayor exactitud y repetibilidad.

Neumático.

Sólo resta hablar de aquellos robots que se valen de la impulsión neumática para

realizar sus funciones. En la impulsión neumática se comprime el aire abastecido

por un compresor, el cual viaja a través de mangueras.

Los robots pequeños están diseñados para funcionar por medio de la impulsión

neumática.

Los robots que funcionan con impulsión neumática están limitados a operaciones

como la de tomar y situar ciertos elementos.

Es importante señalar que no todos los elementos que forman el robot pueden

tener el mismo tipo de impulsión.

Análisis de la necesidad de un robot

1.3. SISTEMAS EXPERTOS

• Se considera a alguien un experto en un problema cuando este individuo

tiene conocimiento especializado sobre dicho problema. En el área de los (SE) a

este tipo de conocimiento se le llama conocimiento sobre el dominio. La palabra

dominio se usa para enfatizar que el conocimiento pertenece a un problema

específico.

• Antes de la aparición del ordenador, el hombre ya se preguntaba si se le

arrebataría el privilegio de razonar y pensar. En la actualidad existe un campo

dentro de la inteligencia artificial al que se le atribuye esa facultad: el de los

sistemas expertos (SE).

• Estos sistemas también son conocidos como Sistemas Basados en

Conocimiento, los cuales permiten la creación de máquinas que razonan como el

hombre, restringiéndose a un espacio de conocimientos limitado. En teoría pueden

razonar siguiendo los pasos que seguiría un experto humano (médico, analista,

empresario, etc.) para resolver un problema concreto.

• Este tipo de modelos de conocimiento por ordenador ofrece un extenso

campo de posibilidades en resolución de problemas y en aprendizaje. Su uso se

extenderá ampliamente en el futuro, debido a su importante impacto sobre los

negocios y la industria.

Historia de los SE

• Sus inicios datan a mediados de los años sesenta. Durante esta década los

investigadores Alan Newell y Herbert Simón desarrollaron un programa llamado

GPS (General Problema Soler; solucionador general de problemas). Podía trabajar

con criptoaritmética, con las torres de Hanói y con otros problemas similares. Lo

que no podía hacer el GPS era resolver problemas del mundo real, tales como un

diagnóstico médico.

• Algunos investigadores decidieron entonces cambiar por completo el

enfoque del problema restringiendo su ambición a un dominio específico e

intentando simular el razonamiento de un experto humano. En vez de dedicarse a

computarizar la inteligencia general, se centraron en dominios de conocimiento

muy concretos. De esta manera nacieron los SE.

• A partir de 1965, un equipo dirigido por Edward Feigenbaum, comenzó a

desarrollar SE utilizando bases de conocimiento definidas minuciosamente. Dos

años más tarde se construye DENDRAL, el cual es considerado como el primer

SE. La ficción de dicho SE era identificar estructuras químicas moleculares a partir

de su análisis espectro gráfico.

En la década de los setenta se desarrolló MYCIN para consulta y diagnóstico de

infecciones de la sangre. Este sistema introdujo nuevas características: utilización

de conocimiento impreciso para razonar y posibilidad de explicar el proceso de

razonamiento. Lo más importante es que funcionaba de manera correcta, dando

conclusiones análogas a las que un ser humano daría tras largos años de

experiencia. En MYCIN aparecen claramente diferenciados motor de inferencia y

base de conocimientos.

Al separar esas dos partes, se puede considerar el motor de inferencias

aisladamente. Esto da como resultado un sistema vacío o Shell (concha). Así

surgió EMYCIN (MYCIN Esencial) con el que se construyó SACON, utilizado para

estructuras de ingeniería, PUFF para estudiar la función pulmonar y GUIDON para

elegir tratamientos terapéuticos.

En esa época se desarrollaron también: HERSAY, que intentaba identificar la

palabra hablada, y PROSPECTOR, utilizado para hallar yacimientos de minerales.

De este último derivó el shell KAS (Knowledge Adquisition System).

• En la década de los ochenta se ponen de moda los SE, numerosas

empresas de alta tecnología investigan en este área de la inteligencia artificial,

desarrollando SE para su comercialización. Se llega a la conclusión de que el éxito

de un SE depende casi exclusivamente de la calidad de su base de conocimiento.

El inconveniente es que codificar la pericia de un experto humano puede resultar

difícil, largo y laborioso.

• Un ejemplo de SE moderno es CASHVALUE, que evalúa proyectos de

inversión y VATIA, que asesora acerca del impuesto sobre el valor añadido o IVA.

¿qué es un sistemas experto?

• Los sistemas expertos forman parte de un firme y verdadero avance en

inteligencia artificial. Los sistemas expertos pueden incorporar miles de reglas.

Para una persona seria una experiencia casi "traumática" el realizar una búsqueda

de reglas posibles al completado de un problema y concordar estas con las

posibles consecuencias, mientras que se sigue en un papel los trazos de un árbol

de búsqueda. Los sistemas expertos realizan amablemente esta tarea; mientras

que la persona responde a las preguntas formuladas por el sistema experto, este

busca recorriendo las ramas más interesantes del árbol, hasta dar con la

respuesta a fín al problema, o en su falta, la más parecida a esta.

• Los sistemas expertos tienen la ventaja frente a otros tipos de programas

de Inteligencia Artificial, de proporcionar gran flexibilidad a la hora de incorporar

nuevos conocimientos. Para ello solo tenemos que introducir la nueva regla que

deseemos hacer constar y a está, sin necesidad de cambiar el funcionamiento

propio del programa. Los sistemas expertos son "auto explicativo", al contrario que

en los programas convencionales, en los que el conocimiento como tal está

encriptado junto al propio programa en forma de lenguaje de ordenador. Los

expertos de I.A. dicen que los sistemas expertos tienen un conocimiento

declarativo, mientras que en los demás programas es procedural.

• La función de un Sistema Experto es la de aportar soluciones a problemas ,

como si de humanos se tratara, es decir capaz de mostrar soluciones inteligentes.

Y os preguntareis ¿Cómo es posible?. Es posible gracias a que al sistema lo crean

con expertos (humanos), que intentan estructurar y formalizar conocimientos

poniéndolos a disposición del sistema, para que este pueda resolver una función

dentro del ámbito del problema, de igual forma que lo hubiera hecho un experto.

• Acceder a los conocimientos adquiridos por experiencia es lo más difícil, ya

que los expertos, al igual que otras personas, apenas los reconocen como tales.

Son buscados con mucho esfuerzo y cuidado siendo descubiertos de uno en uno,

¿Por qué utilizar un Sistema Experto?

• Con la ayuda de un Sistema Experto, personas con poca experiencia

pueden resolver problemas que requieren un "conocimiento formal especializado".

• Los Sistemas Expertos pueden obtener conclusiones y resolver problemas

de forma más rápida que los expertos humanos.

• Los Sistemas Expertos razonan pero en base a un conocimiento adquirido y

no tienen sitio para la subjetividad.

• Se ha comprobado que los Sistemas Expertos tienen al menos, la misma

competencia que un especialista humano.

• Cuando los expertos humanos en una determinada materia son escasos.

• En situaciones complejas, donde la subjetividad humana puede llevar a

conclusiones erróneas.

• Cuando es muy elevado el volumen de datos que ha de considerarse para

obtener una conclusión.

• El uso de Sistemas Expertos es especialmente recomendado en las

siguientes situaciones:

Componentes de un SE

La Base de conocimiento nos halla la base datos y éstas esta compuestas por

lenguajes de predicado, esta es uno de los componentes que contiene el

conocimiento del experto o también llamado base de datos, su función es

almacenar experiencias, conocimientos, etc. de una determinada área.

• Existen dos tipos de base de conocimiento:

• El procedural:

• Se usa en los lenguajes. estructurados como son Pascal, C, Visual Basic

etc.

• El declarativo:

• Está basado en hechos que vienen a ser acciones que se dan dentro del

problema que utilizan los lenguajes Prolog y Lisp.

• El Motor de Inferencia:

• Su función es administrar , como, cuando, y las reglas de producción que se

aplicaran para la solución de un determinado problema

• Dirige y controla la implementación del conocimiento, además permite

decidir que tipo de técnicas se usaran durante el diseño del sistema experto.

• La Interface:

• Parte que permite la comunicación con el usuario, en forma bidireccional

(ambos lados). Mediante al Interface el Motor de Inferencia reconoce la pregunta y

saca datos de la Base de Conocimiento y mediante la Interface responde la

pregunta

Descripción del esquema:

• DEMONIO; Es la parte principal de la estructura de control el cual va seguir

un encadenamiento hacia atrás y hacia delante y esta a su vez está compuesta de

dos campos específicos PROCEDIMIENTOS ESPECIALES son los pasos a seguir

compuestas por reglas, normas de producción, ELEMENTOS DE

METACONOCIMIENTO compuestas por redes neuronales, porque está e la

capacidad de aprender, entender y responder a la pregunta realizada por un

usuario.

• Todo esto se interactúa a partir de cierto conocimiento deducido durante la

ejecución de la aplicación.

• Esto nos va a conllevar a una RUPTURA en la que el demonio retorna para

cumplir un FUNCIONAMIENTO SISTEMÁTICO usando tipos de búsqueda

implementada y completa.

• Primero se da el primer funcionamiento del motor de estructura que esta

dado con los procedimientos especiales y con los elementos de meta

conocimiento, todo esto experimentado lo vamos a llevar al principal

funcionamiento sistemático con una búsqueda implementada, para dar lugar a una

respuesta satisfactoria para quien lo está usando o manejando.

• Explicamos la arquitectura, como Base de Conocimientos vamos a tener

hechos y reglas de un sistema determinado las cuales van a ser codificadas para

que la computadora puede interpretar, y ser utilizada adecuadamente por los

usuarios y de acuerdo a la aplicación.

• Estos resultados van a servir a otros sistemas y que estos van a alimentar a

nuestras bases de conocimientos originales para obtener mejores resultados.

Arquitectura básica de los sistemas expertos

• Base de conocimientos. Es la parte del sistema experto que contiene el

conocimiento sobre el dominio. hay que obtener el conocimiento del experto y

codificarlo en la base de conocimientos. Una forma clásica de representar el

conocimiento en un sistema experto son lar reglas. Una regla es una estructura

condicional que relaciona lógicamente la información contenida en la parte del

antecedente con otra información contenida en la parte del consecuente.

• Base de hechos (Memoria de trabajo). Contiene los hechos sobre un

problema que se han descubierto durante una consulta. Durante una consulta con

el sistema experto, el usuario introduce la información del problema actual en la

base de hechos. El sistema empareja esta información con el conocimiento

disponible en la base de conocimientos para deducir nuevos hechos.

• Motor de inferencia. El sistema experto modela el proceso de razonamiento

humano con un módulo conocido como el motor de inferencia. Dicho motor de

inferencia trabaja con la información contenida en la base de conocimientos y la

base de hechos para deducir nuevos hechos. Contrasta los hechos particulares de

la base de hechos con el conocimiento contenido en la base de conocimientos

para obtener conclusiones acerca del problema.

• Subsistema de explicación. Una característica de los sistemas expertos es

su habilidad para explicar su razonamiento. Usando el módulo del subsistema de

explicación, un sistema experto puede proporcionar una explicación al usuario de

por qué está haciendo una pregunta y cómo ha llegado a una conclusión. Este

módulo proporciona beneficios tanto al diseñador del sistema como al usuario. El

diseñador puede usarlo para detectar errores y el usuario se beneficia de la

transparencia del sistema.

• Interfaz de usuario. La interacción entre un sistema experto y un usuario se

realiza en lenguaje natural. También es altamente interactiva y sigue el patrón de

la conversación entre seres humanos. Para conducir este proceso de manera

aceptable para el usuario es especialmente importante el diseño del interfaz de

usuario. Un requerimiento básico del interfaz es la habilidad de hacer preguntas.

Para obtener información fiable del usuario hay que poner especial cuidado en el

diseño de las cuestiones. Esto puede requerir diseñar el interfaz usando menús o

gráficos.

Desarrollo de los Sistemas Expertos

El Equipo de desarrollo

• Las personas que componen un grupo o un equipo, como en todos los

ámbitos deben cumplir unas características y cada uno de ellos dentro del equipo

desarrolla un papel distinto.

• A continuación detallaremos cada componente del equipo dentro del

desarrollo y cuál es la función de cada uno:

• La función del experto es la de poner sus conocimientos especializados a

disposición del Sistema Experto.

• El experto

• El ingeniero que plantea las preguntas al experto, estructura sus

conocimientos y los implementa en la base de conocimientos.

• El ingeniero del conocimiento

• El usuario

• El usuario aporta sus deseos y sus ideas, determinado especialmente el

escenario en el que debe aplicarse el Sistema Experto.

• Esquema de representación en el que figura el equipo de desarrollo:

•

• En el desarrollo del Sistema Experto, el ingeniero del conocimiento y el

experto trabajan muy unidos. El primer paso consiste en elaborar los problemas

que deben ser resueltos por el sistema. Precisamente en la primera fase de un

proyecto es de vital importancia determinar correctamente el ámbito

estrechamente delimitado de trabajo. Aquí se incluye ya el usuario posterior, o un

representante del grupo de usuarios. Para la aceptación, y e consecuencia para el

éxito, es de vital y suma importancia tener en cuenta los deseos y las ideas del

usuario.

• Una vez delimitado el dominio, nos pondremos a "engrosar" nuestro

sistema con los conocimientos del experto. El experto debe comprobar

constantemente si su conocimiento ha sido transmitido de la forma más

conveniente. El ingeniero del conocimiento es responsable de una implementación

correcta, pero no de la exactitud del conocimiento. La responsabilidad de esta

exactitud recae en el experto.

• En el desarrollo del Sistema Experto, el ingeniero del conocimiento y el

experto trabajan muy unidos. El primer paso consiste en elaborar los problemas

que deben ser resueltos por el sistema. Precisamente en la primera fase de un

proyecto es de vital importancia determinar correctamente el ámbito

estrechamente delimitado de trabajo. Aquí se incluye ya el usuario posterior, o un

representante del grupo de usuarios.

• Para la aceptación, y e consecuencia para el éxito, es de vital y suma

importancia tener en cuenta los deseos y las ideas del usuario.

• Una vez delimitado el dominio, nos pondremos a "engrosar" nuestro

sistema con los conocimientos del experto. El experto debe comprobar

constantemente si su conocimiento ha sido transmitido de la forma más

conveniente. El ingeniero del conocimiento es responsable de una implementación

correcta, pero no de la exactitud del conocimiento. La responsabilidad de esta

exactitud recae en el experto.

• A ser posible, el experto deberá tener comprensión para los problemas que

depara el procesamiento de datos. Ello facilitará mucho el trabajo. Además, no

debe ignorarse nunca al usuario durante el desarrollo, para que al final se

disponga de un sistema que le sea de máxima utilidad.

• La estricta separación entre usuario, experto e ingeniero del conocimiento

no deberá estar siempre presente. Pueden surgir situaciones en las que el experto

puede ser también el usuario. Este es el caso, cuando exista un tema muy

complejo cuyas relaciones e interacciones deben ser determinadas una y otra vez

con un gran consumo de tiempo. De esta forma el experto puede ahorrarse

trabajos repetitivos.

• La separación entre experto e ingeniero del conocimiento permanece, por

regla general inalterada.

Lenguajes de programación de sistemas expertos

• Son programas que se han diseñado principalmente para emular un

comportamiento inteligente. Incluyen algoritmos de juego tales como el ajedrez,

programas de comprensión del lenguaje natural, visión por computadora, robótica

y "sistemas de expertos". Responde a una interfaz ensamblador, el segundo a

interfaz compilador y el último a interfaz interprete.

• Un Lenguaje de Programación se basa en reglas de acción (silogismos) , y

el análisis de posibilidades dándonos una ayuda muy útil en todas las ramas de

la acción humana. Es así como los Sistemas Expertos desarrollan una Función

muy importante "Realizar tareas genéricas: es decir para la monitorización y el

diagnóstico, además de los trabajos de simulación de la realidad (Realidad Virtual

en la actualidad).

• Algunos lenguajes son lenguajes principalmente interpretados, como APL,

PROLOG y LISP.

• APL (A Programen Language). Diseñado para tablas, vectores y matrices;

utiliza símbolos especiales, distintos que el ASCII.

• El nombre LISP es la abreviatura de List-Processing, ya que el LISP fue

desarrollado para el procesamiento de listas. La lista es la estructura más

importante de LISP. El lenguaje LISP fue diseñado ya a finales de los años 50 por

McCarthy. A lo largo de los últimos años se han desarrollado muchos dialectos,

por ejemplo MACLISP, COMMONLISP, INTERLISP, ZETALISP, donde el

COMMONLISP se está imponiendo cada vez

• más como estándar.

• Introducción

• La IA (Inteligencia Artificial) es una de las disciplinas más nuevas.

Formalmente se inicia en 1956 cuando se acuñó este término, sin embargo el

estudio de la inteligencia contemplada como el razonamiento humano viene

siendo estudiado por los filósofos hace más de 2 milenios.

• La inteligencia artificial es la ciencia que enfoca su estudio a lograr la

comprensión de entidades inteligentes. Es evidente que las computadoras que

posean una inteligencia a nivel humano (o superior) tendrán repercusiones muy

importantes en nuestra vida diaria.

• En realidad los animales no son inteligentes, lo que hacen se debe a su

intuición. A diferencia de los seres humanos que se caracterizan por su

razonamiento.

•

• Otras definiciones denominan la inteligencia artificial como la rama de la

informática que desarrolla procesos que imitan a la inteligencia de los seres vivos.

La principal aplicación de esta ciencia es la creación de máquinas para la

automatización de tareas que requieran un comportamiento inteligente.

• Algunos ejemplos se encuentran en el área de control de sistemas,

planificación automática, la habilidad de responder a diagnósticos y a consultas de

los consumidores, reconocimiento de escritura, reconocimiento del habla y

reconocimiento de patrones. Los sistemas de IA actualmente son parte de la rutina

en campos como economía, medicina, ingeniería y la milicia, y se ha usado en

gran variedad de aplicaciones de software, juegos de estrategia como ajedrez de

computador y otros videojuegos.

1.4. INTELIGENCIA ARTIFICIAL

• El término "inteligencia artificial" fue acuñado formalmente en 1956 durante

la conferencia de Darthmounth, más para entonces ya se había estado trabajando

en ello durante cinco años en los cuales se había propuesto muchas definiciones

distintas que en ningún caso habían logrado ser aceptadas totalmente por la

comunidad investigadora. La AI es una de las disciplinas más nuevas que junto

con la genética moderna es el campo en que la mayoría de los científicos " más

les gustaría trabajar".

• Una de las grandes razones por la cuales se realiza el estudio de la IA es él

poder aprender más acerca de nosotros mismos y a diferencia de la psicología y

de la filosofía que también centran su estudio de la inteligencia, IA y sus esfuerzos

por comprender este fenómeno están encaminados tanto a la construcción de

entidades de inteligentes como su comprensión.

• El estudio de la inteligencia es una de las disciplinas más antiguas, por más

de 2000 años los filósofos no han escatimado esfuerzos por comprender como se

ve, recuerda y razona junto con la forma en que estas actividades deberían

realizarse. Según John Mc Carthy la inteligencia es la "capacidad que tiene el ser

humano de adaptarse eficazmente al cambio de circunstancias mediante el uso de

información sobre esos cambios", pero esta definición resulta muy amplia ya que

de acuerdo con esta, el sistema inmunológico del cuerpo humanó resultaría

inteligente ya que también mediante el uso de información este logra adaptarse al

cambio. Otra interesante manera de ilustrar la inteligencia seria recurrir a la teoría

societal de la mente de Marvin Minsky donde cada mente humana es el resultado

del accionar de un comité de mentes de menor poder que conversan entre sí y

combinan sus respectivas habilidades con el fin de resolver problemas.

• La llegada de las computadoras a principios de los 50, permitió el abordaje

sin especulación de estas facultades mentales mediante una autentica disciplina

teórica experimental. Es a partir de esto que se encontró que la IA constituye algo

mucho más complejo de lo que se pudo llegar a imaginar en principio ya que las

ideas modernas que constituyen esta disciplina se caracterizan por su gran

riqueza, sutileza e interés; en la actualidad la IA abarca una enorme cantidad de

subcampos que van desde áreas de propósito general hasta tareas específicas.

• Una de las definiciones que se han dado para describir la IA la sitúa dentro

de una disciplina que tiene que ver con las ciencias de la computación que

corresponden al esfuerzo por parte de gran cantidad de científicos que durante los

últimos treinta años han realizado con el fin de dotar a las computadoras de

inteligencia, a partir de esta definición encontramos que una de las técnicas de IA

es aquella que se utiliza con el fin de lograr que un determinado programa se

comporte de forma inteligente sin pretender tener en cuenta la " forma de

razonamiento "empleada para lograr ese comportamiento.

• Luego, aquí surge un dilema, ya que según esto cualquier problema

resoluble por un computador, sin complicaciones y también como un ser humano

podría encuadrarse en el campo de la inteligencia artificial acudiendo solamente a

la aplicación de reglas consecutivas al pie de la letra o lo que encontramos con el

nombre de Algoritmos dentro del lenguaje de IA; este término fue acuñado en

honor al matemático árabe AL-KWARIZMI que copiló una serie de estos para ser

aplicados a diferentes problemas algebraicos.

• Cuando se aplican algoritmos a la solución de los problemas aunque no se

está actuando inteligentemente si está siendo eficaz pero los problemas realmente

complicados a los que se enfrenta el ser humano son aquellos en los cuales no

existe algoritmo conocido así que surgen de reglas que tratan de orientarnos hacia

las soluciones llamadas Heurísticas en las cuales nunca nada nos garantiza que la

aplicación de una de estas reglas nos acerque a la solución como ocurre con los

anteriores.

Conclusión

En conclusión las aplicaciones modernas son aquellas nuevas tecnologías que

han evolucionado la computación.

En la actualidad ya existen muchos de estos sistemas como la robótica,

nanotecnología, etc. Que mucho de nosotros utilizamos para crear nuevos

instrumentos de utilidad.

Bibliografías

• Búsqueda en internet:

- Aplicaciones modernas de computación

- Computación en la actualidad