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TALLER:

ROBÓTICA

Diseño Didáctico: Santiago Langreo. Diseño Programación: Esteban Martínez.

Talleres MCCM Taller de Robótica

Museo de las Ciencias de Castilla-La Mancha pag.2/23

INTRODUCCIÓN: Si tuviéramos que ponerle nombre a la revolución que venimos ‘sufriendo’ desde mediados del siglo XX, éste sería Revolución Tecnológica. Todo este mundo de la tecnología, sea cual sea: tecnología de la información o de la comunicación, tecnología de la investigación, de la salud, del espionaje y la guerra, del trabajo y la producción, etc. nos envuelve, nos fascina, nos genera bienestar, también contaminación e incertidumbre como la clonación. Es decir la historia del hombre en el siglo XXI está marcada por la impronta de la TECNOLOGÍA.

El futuro está en la capacidad de las máquinas para atender a su fin, y tener la posibilidad de tomar decisiones para adaptarse al entorno y cumplir ese fin, nos referimos a la inteligencia artificial. Mientras tanto, pueden ser dos los ámbitos de desarrollo: lo tangible, la mecánica, el ‘hardware’; y lo intangible, la programación, el ‘software’. Estas son las dos dimensiones que trabajaremos en el taller. La perfecta unión entre los dos procesos de creación: construcción y programación, darán con el robot más eficaz y funcional, con el robot más útil para el ser humano. El mundo orgánico y el inorgánico tienen un gran entorno de trabajo y colaboración en este universo: LA ROBÓTICA.

Es un taller donde los chavales se podrán acercar al mundo de la robótica mediante el estudio de su historia y la experimentación con verdaderos artilugios, robots, los cuales deberán ser construidos por los alumnos, y programados por ellos para conseguir uno de los desafíos propuestos. Un trabajo en equipo donde el diseño, la planificación, la construcción y la programación serán fundamentales para conseguir el éxito en la tarea.



GENERALES:

"Las capacidades de indagación, exploración y búsqueda de explicaciones y de soluciones a los problemas que plantea la propia experiencia cotidiana, capacidades que están en la base de un género de conocimiento, cuyo pleno desarrollo, aplicación y formalización constituye la ciencia. En esta línea se trata de proporcionar a los alumnos los rudimentos de la aproximación científica al análisis del medio: la adopción de una actitud indagadora, la tendencia a formular hipótesis y plantearse problemas, la elaboración de estrategias metódicas para resolverlos, la búsqueda sistemática y confrontada de informaciones pertinentes, el intercambio de opiniones y puntos de vista, la búsqueda de pruebas para apoyar explicaciones, la flexibilidad para renunciar a hipótesis y conceptos previos, cuando los hechos lo desmienten, el gusto por el rigor y la precisión.”

En cuanto a los objetivos de Educación Secundaria, este taller es un buen apoyo al número 8: “Reconocer y valorar las aportaciones de la ciencia para la mejora de las condiciones deexistencia de los seres humanos y apreciar la importancia de la formación científica”. Tampoco olvidamos las variadas posibilidades que aporta la robótica al mundo de la investigación, como uno de los recursos más potentes hoy en día.

También en el RD 937/2001 viene recogida la definición de la tecnología, como un área de conocimiento fundamentada sobre los métodos y procedimientos empleados para la satisfacción de necesidades humanas, individuales y colectivas, empleando para ello los recursos de la sociedad en la que está inmersa. Quedando claro, en su 10º bloque: Control y robótica, que este campo de la tecnología forma parte indispensable del currículo. Estando explícito en los programas de tercer y cuarto curso de la ESO. Sin dejar atrás la modalidad de Tecnología dentro del Bachillerato.

Orientaciones Pedagógicas

En este taller aplicaremos el tanteo experimental y la práctica dirigida, sin olvidar las estrategias del andamiaje, proponiendo al alumno una serie de tareas, cada vez más complejas, hasta llegar a una práctica creativa autónoma, cuando ya dispone de los recursos, aprendizajes, necesarios para salir airoso con ese desafío. ¿Qué premisas del aprendizaje utilizaremos? - de lo sencillo a lo complejo - teniendo en cuenta los conocimientos previos - verbalizando los mensajes hasta niveles mayores de abstracción - aplicando los conocimientos a ámbitos reales, de grupo, del colegio, de la familia, del trabajo, etc. - metacognición (hacer hincapié en cómo realizamos las diferentes acciones a nivel mental) - con optimismo pedagógico, el alumno tiene capacidad, sólo hay que motivarla, pero sin experiencias de fracaso, con refuerzo positivo siempre.



El taller de robótica, sigue cuatro fases: 1ª- Introducción: concepto y breve historia de la robótica Vídeo: la realidad de los robots. 2ª- Preparación: diferenciación de los dos entornos: la construcción y la programación. 3ª- Práctica repetitiva: realización y aprendizaje de algunas tareas, entrenamiento para el desafío. 4ª- Práctica creativa: desafío en equipo y competición de robots.

El tiempo estimado para el desarrollo de este taller completo es de una hora y media

Para llevar a cabo todos estos contenidos, los materiales usados son: HARDWARE: Un juego completo de Lego Educational con una microcomputadora autónoma que ejecuta las ordenes programadas con anterioridad llamada RCX y multitud de piezas de engranaje, con motores de tracción, sensores de luminosidad, sensores de contacto, sensores de temperatura. SOFTWARE: Robolab Taller Itinerante de Robótica (12-17 años). Necesidad personal: 1 monitor y 1 profesor de apoyo.

• Introducción teórica. Finalidad Taller: 15’ • Parte montaje :Dar el robot Semi-Montado: 15’ • Desarrollo lógico: Software y Práctica repetitiva: 30’ • Competición:10’-15’ • Recogida y puesta a punto para otro (fuera del tiempo del

taller): 15’ Total tiempo: 1h 30min.



IMPLEMENTACIÓN DE PRÁCTICA REPETITIVA DEL TALLER DE ROBÓTICA DEL MCCM (sensor contacto)

Taller (12-17 Edad). Necesidad personal: 2 monitores.

• Introducción teórica. Finalidad Taller: 15’ • Parte montaje :Dar el robot Semi-Montado: 15’ • Desarrollo lógico: Software y Práctica repetitiva: 30’ • Competición:10’-15’ • Recogida y puesta a punto para otro (fuera del tiempo del taller): 15’

Total tiempo: 1h 30min 1. Se abre ROBOLAB 2. Se elige el nivel de Programador 3. PILOT

3.1. PILOTO 2



Implementación de la práctica Repetitiva.

4. Avanzar durante 2 segundos:

4.1. Dos clicks sobre el Pilot2

5. Avanzar hasta chocar y parar

5.1. Modificación sobre el mismo programa anterior. Modificación del anterior sustituyendo el botón del temporizador por el del sensor de contacto, en el puerto 1.



6. Avanza con luz hasta chocar. Si chocar retroceder 1 segundos y parar.

6.1. Sobre otro nuevo programa de piloto 3 (2 clicks).

7. Avanza con luz hasta chocar. Si chocar retroceder 0,8 segundos girar 90º hacia la derecha y parar.

7.1.Sobre otro nuevo programa de piloto 4. Necesitando un paso más de los que te da por defecto, dando al botón de + conseguimos u paso más. Paso 1 de 3.

7.2.Paso 2 de 3.



7.3.Paso 2 de 3.



7.4. Sobre el mismo programa se hace que sea una repetición continua.

7.4.1. Cambiando solo el botón de lineal o repetición (bucle infinito), abajo en rosa..

Competición de la práctica Repetitiva

Cada equipo debe llevar los RCX a la mesa y competir depende del tiempo una vez al menos.



IMPLEMENTACIÓN DE PRÁCTICA REPETITIVA DEL TALLER DE ROBÓTICA DEL MCCM (sensor luz)

Taller (12-17 Edad). Necesidad personal: 2 monitores.

• Introducción teórica. Finalidad Taller: 15’ • Parte montaje :Dar el robot Semi-Montado: 15’ • Desarrollo lógico: Software y Práctica repetitiva: 30’ • Competición:10’-15’ • Recogida y puesta a punto para otro (fuera del tiempo del taller): 15’

Total tiempo: 1h 30min 1. Se abre ROBOLAB 2. Se elige el nivel de Programador 3. PILOT

3.1. PILOTO 2



Implementación de la práctica Repetitiva.

4. Avanzar durante 2 segundos: 4.1. Dos clicks sobre el Pilot2

5. Sobre otro nuevo programa de piloto 3 (dos clicks):



5.1. Avanzar hasta encontrar negro y parar.

5.1.1. Como en Pilot 2 no te da la oportunidad de manejar el sensor de luz nos pasamos al Pilot 3 pero utilizamos solo un paso.

6. Avanza con luz hasta encontrar negro. Si encontrar negro retroceder 2 segundos y parar.

6.1. Sobre otro nuevo programa de piloto 3



7. Avanza con luz hasta chocar. Si chocar retroceder 0,8 segundos girar 90º hacia la derecha y parar.

7.1.Sobre otro nuevo programa de piloto 4. (2 clicks).

7.2.Sobre otro nuevo programa de piloto 4. Necesitando un paso más de los que te da por defecto,

dando al botón de + conseguimos u paso más. Paso 1 de 3.



Nota: Con el botón negro(View) en el RCX y en el puerto donde esté el sensor puedes medir la luminosidad recibida por el sensor en ese mismo momento así podrás decirle al programa cual es la intensidad a controlar. 7.3.Paso 1 de 3

7.4.Paso 3 de 3



7.5. Sobre el mismo programa se hace que sea una repetición continua.

7.5.1. Cambiando solo el botón de lineal o repetición (bucle infinito), abajo en rosa.

Competición de la práctica Repetitiva Cada equipo debe llevar los RCX a la mesa y competir depende del tiempo una vez al menos.

Problemas con el taller de Robótica:

1. Cambiar las baterías, normalmente suelen ser esto. 2. Cargar el Firmware en el RCX: Con el portátil ACER los introduces todos. 3. Si no puedes probar con el controlador del USB Lego dándole más distancia y más

tiempo de transmisión. En el propio Taller: 1) Contraseña de los PC para Administrador (usuario MUSEO): CINCOSOLES 2) Si existe un error en la ejecución de un programa, entonces:

a) Revisar para que concuerden los puertos de entrada y salida del programa con el robot. El alumno se suele equivocar en la codificación de dichos puertos.

b) Que se ejecute el programa no indicado o no programado, es decir que se mande para grabar el programa 1 y se ejecute el programa 2, con lo que no hará lo esperado.



ANEXOS:

Robots 1 INTRODUCCIÓN Robot, máquina controlada por ordenador y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Un robot es un dispositivo electrónico generalmente mecánico, que desempeña tareas automáticamente, ya sea de acuerdo a supervisión humana directa, a través de un programa predefinido o siguiendo un conjunto de reglas generales, utilizando técnicas de inteligencia artificial. Los robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos. El término procede de la palabra checa robota, que significa 'trabajo obligatorio'; fue empleado por primera vez en la obra teatral de 1921 R.U.R. (Robots Universales de Rossum) por el novelista y dramaturgo checo Karel Čapek. Desde entonces se ha empleado la palabra robot para referirse a una máquina que realiza trabajos para ayudar a las personas o efectúa tareas difíciles o desagradables para los humanos.

Un robot también se puede definir como una entidad hecha por el hombre con un cuerpo y una conexión de retroalimentación inteligente entre el sentido y la acción – no bajo la acción directa del control humano – . Usualmente, la inteligencia es una computadora o un microcontrolador ejecutando un programa. Sin embargo, se ha avanzado mucho en el campo de los robots con inteligencia alámbrica. Las acciones de este tipo de robots son generalmente llevadas a cabo por motores o actuadores que mueven extremidades o impulsan al robot.

Los Web bots son conocidos como robots, pero existen solamente en código, y se mueven a través de páginas web obteniendo información. Tales entidades son normalmente llamadas agentes de software para ser distinguidos de un robot que posee cuerpo. Esta definición está muy abierta, ya que hasta una secadora de cabello satisface este criterio. Por lo tanto, los robotistas han extendido la definición añadiendo el criterio de que los robots deben ser entidades que lleven a cabo más de una acción. Por lo tanto, las secadoras de cabello y entidades similares de una sola función son reducidas a un Control de problemas.

Asimismo, el término robot ha sido utilizado como un término general que define a un hombre mecánico o autómata, que imita a un animal ya sea real o imaginario, pero se ha venido aplicado a muchas máquinas que reemplazan directamente a un humano o animal en el trabajo o el juego. Esta definición podría implicar que un robot es una forma de biomimetismo.

2 Leyendas

La idea de gente artifical viene desde al menos tan atrás como la leyenda de Cadmus, quien sembró dientes de dragón que se convertían en soldados; y el mito del Pigmalión, cuya estatua de Galatea cobro vida. En la mitología clásica, el deformado dios de los herreros (Vulcano) creó sirvientes mecánicos, que iban desde inteligentes, hechos en oro a mano a mesas utilitarias de tres patas que se podían mover por sí



mismos. Una leyenda hebrea cuenta acerca del Gólem, una estatua animada por la magia cabalística. En el lejano norte de Canadá y en las leyendas de los Inuit se habla del Tupilaq ( o Tupilak), el cual puede ser creado por un mago para cazar y asesinar a un enemigo; sin embargo, usar un Tulipaq para esto puede ser una espada de dos filos, ya que la víctima puede detener el ataque del Tupilaq y reprogramarlo con magia para que busque y destruya a su creador.

Una oleada de historias acerca de humanoides autómatas culmina con el “Hombre Eléctrico” de Luis Senarens en 1885.

Cuando la obra de Capek “R.U.R.” introdujo el concepto de la fabricación en línea ejecutada por robots quienes trataban de construir más robots, el tema tomaba un tono económico y filosófico, diseminado más tarde por la película “Metrópolis”, y las populares “Blade Runner” (1982) y “Terminator” (1984).

La especulación sobre la diferencia entre tener la capacidad de comunicarse como un humano, y el derecho de respeto como uno, han alimentado algunos debates sobre personalidad que cuestionan los criterios mediante los cuales los derechos humanos son asignados en la ley. Los abogados continuamente citan el absurdo de otorgar personalidad a las corporaciones y aplican de la misma manera su crítica al fetichismo de los robots a aquellos que piensan o abogan por que las entidades intelectuales como los robots o las corporaciones merecen un status de personalidad.

3 HISTORIA El concepto de máquinas automatizadas se remonta a la antigüedad, con mitos de seres mecánicos vivientes. Los autómatas, o máquinas semejantes a personas, ya aparecían en los relojes de las iglesias medievales, y los relojeros del siglo XVIII eran famosos por sus ingeniosas criaturas mecánicas. Algunos de los primeros robots empleaban mecanismos de realimentación para corregir errores, mecanismos que siguen empleándose actualmente. Un ejemplo de control por realimentación es un bebedero que emplea un flotador para determinar el nivel del agua. Cuando el agua cae por debajo de un nivel determinado, el flotador baja, abre una válvula y deja entrar más agua en el bebedero. Al subir el agua, el flotador también sube, y al llegar a cierta altura se cierra la válvula y se corta el paso del agua. El primer auténtico controlador realimentado fue el regulador de Watt, inventado en 1788 por el ingeniero británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos bolas metálicas unidas al eje motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula que regulaba el flujo de vapor. A medida que aumentaba la velocidad de la máquina de vapor, las bolas se alejaban del eje debido a la fuerza centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto hacía que disminuyera el flujo de vapor a la máquina y por tanto la velocidad. El control por realimentación, el desarrollo de herramientas especializadas y la división del trabajo en tareas más pequeñas que pudieran realizar obreros o máquinas fueron ingredientes esenciales en la automatización de las fábricas en el siglo XVIII. A medida que mejoraba la tecnología se desarrollaron máquinas especializadas para tareas como poner tapones a las botellas o verter caucho líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo, ninguna de estas máquinas tenía la versatilidad del brazo humano, y no podían alcanzar objetos alejados y colocarlos en la posición deseada. El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, llevó al moderno robot. El inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo que se podía programar para realizar tareas específicas. En 1975, el ingeniero mecánico estadounidense Victor Scheinman, cuando estudiaba la carrera en la Universidad de Stanford, en California, desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible conocido como Brazo Manipulador Universal Programable (PUMA, siglas en inglés). El PUMA era capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar deseado que



estuviera a su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA es la base de la mayoría de los robots actuales.

La palabra "robot" viene del vocablo checo "robota" que significa "servidumbre", "trabajo forzado", o esclavitud, especialmente los llamados "trabajadores alquilados" que vivieron en el Imperio Austrohúngaro hasta 1848.

El término "robot" fue utilizado por primera vez por Karel Capek en su historia actuada "R.U.R. (Rossum's Universal Robots)" (escrita en colaboración con su hermano Josef en 1920; interpretada por primera vez en 1921; interpretada en Nueva York en 1922; la edición en inglés fue publicada en 1923). Aunque los robots de Čapek eran humanos artificiales orgánicos, la palabra robot es casi siempre utilizada para referirse a humanos mecánicos. El término androide puede referirse a cualquiera de estos, mientras que un cyborg ("organismo cibernético" u "hombre biónico") puede ser una criatura que es la combinación de partes orgánicas y mecánicas.

En el principio del siglo XVIII, Jacques de Vaucanson creó un androide que tocaba la flauta, así como un pato mecánico que continuamente comía y defecaba. En uno de los cuentos de Hoffmann de 1817 “El Coco” presenta una mujer que parecía una muñeca mecánica, y en la obra de Edward S. Ellis de 1865 “El Hombre de Vapor de las Praderas” expresa la fascinación americana por la industrialización.

Robots equipados con una sola rueda fueron utilizados para llevar a cabo investigaciones sobre conducta, navegación, y planeo de ruta. Cuando estuvieron listos para intentar nuevamente con los robots caminantes, comenzaron con pequeños exópodos y otros tipos de robots de múltiples piernas. Estos robots imitaban insectos y artrópodos en funciones y forma. Como se ha hecho notar anteriormente, la tendencia se dirige hacia ese tipo de cuerpos que ofrecen gran flexibilidad y han probado adaptabilidad a cualquier ambiente. Con más de 4 piernas, estos robots son estáticamente estables lo que hace que el trabajar con ellos sea más sencillo. Solo recientemente se han hecho progresos hacia los robos con locomoción bipedal.

En el sentido común de un autómata, el mayor robot en el mundo tendría que ser el Maeslantkering, una barrera para tormentas del Plan Delta en los Países Bajos construida en los años 1990, la cual se cierra automáticamente cuando es necesario. Sin embargo esta estructura no satisface los requerimientos de movilidad o generalidad.

Para el 2002 Honda y Sony, han comenzado a vender comercialmente robots humanoides como “mascotas”. Los robots con forma de perro se encuentran, sin embargo, en una fase de producción muy amplia, el ejemplo más notorio ha sido Aibo de Sony.

4 CÓMO FUNCIONAN LOS ROBOTS El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo humano, aunque con algunas diferencias. Por ejemplo, un brazo robótico puede extenderse telescópicamente, es decir, deslizando unas secciones cilíndricas dentro de otras para alargar el brazo. También pueden construirse brazos robóticos de forma que puedan doblarse como la trompa de un elefante. Las pinzas están diseñadas para imitar la función y



estructura de la mano humana. Muchos robots están equipados con pinzas especializadas para agarrar dispositivos concretos, como una gradilla de tubos de ensayo o un soldador de arco. Las articulaciones de un brazo robótico suelen moverse mediante motores eléctricos. En la mayoría de los robots, la pinza se mueve de una posición a otra cambiando su orientación. Una computadora calcula los ángulos de articulación necesarios para llevar la pinza a la posición deseada, un proceso conocido como cinemática inversa. Algunos brazos multiarticulados están equipados con servocontroladores, o controladores por realimentación, que reciben datos de un ordenador. Cada articulación del brazo tiene un dispositivo que mide su ángulo y envía ese dato al controlador. Si el ángulo real del brazo no es igual al ángulo calculado para la posición deseada, el servocontrolador mueve la articulación hasta que el ángulo del brazo coincida con el ángulo calculado. Los controladores y los ordenadores asociados también deben procesar los datos recogidos por cámaras que localizan los objetos que se van a agarrar o las informaciones de sensores situados en las pinzas que regulan la fuerza de agarre. Cualquier robot diseñado para moverse en un entorno no estructurado o desconocido necesita múltiples sensores y controles (por ejemplo, sensores ultrasónicos o infrarrojos) para evitar los obstáculos. Los robots como los vehículos planetarios de la NASA necesitan una gran cantidad de sensores y unas computadoras de a bordo muy potentes para procesar la compleja información que les permite moverse. Eso es particularmente cierto para robots diseñados para trabajar en estrecha proximidad de seres humanos, como robots que ayuden a personas discapacitadas o sirvan comidas en un hospital. La seguridad debe ser esencial en el diseño de robots para el servicio humano. 5 USOS DE LOS ROBOTS En 1995 funcionaban unos 700.000 robots en el mundo industrializado. Más de 500.000 se empleaban en Japón, unos 120.000 en Europa Occidental y unos 60.000 en Estados Unidos. Muchas aplicaciones de los robots corresponden a tareas peligrosas o desagradables para los humanos. En los laboratorios médicos, los robots manejan materiales que conlleven posibles riesgos, como muestras de sangre u orina. En otros casos, los robots se emplean en tareas repetitivas y monótonas en las que el rendimiento de una persona podría disminuir con el tiempo. Los robots pueden realizar estas operaciones repetitivas de alta precisión durante 24 horas al día sin cansarse. Uno de los principales usuarios de robots es la industria del automóvil. La empresa General Motors utiliza aproximadamente 16.000 robots para trabajos como soldadura por puntos, pintura, carga de máquinas, transferencia de piezas y montaje. El montaje es una de las aplicaciones industriales de la robótica que más está creciendo. Exige una mayor precisión que la soldadura o la pintura y emplea sistemas de sensores de bajo coste y computadoras potentes y baratas. Los robots se usan por ejemplo en el montaje de aparatos electrónicos, para montar microchips en placas de circuito. Las actividades que entrañan gran peligro para las personas, como la localización de barcos hundidos, la búsqueda de depósitos minerales submarinos o la exploración de volcanes activos, son especialmente apropiadas para emplear robots. Los robots también pueden explorar planetas distantes. La sonda espacial no tripulada Galileo, de la NASA, viajó a Júpiter en 1996 y realizó tareas como la detección del contenido químico de la atmósfera joviana. Para esas tareas, robots de tipo artrópodo son generalmente utilizados. Mark W. Tilden del Laboratorio Nacional de los Álamos se especializa en robots económicos de piernas dobladas pero no empalmadas, mientras que otros buscan crear la réplica de las piernas totalmente empalmadas de los cangrejos.



Ya se emplean robots para ayudar a los cirujanos a instalar caderas artificiales, y ciertos robots especializados de altísima precisión pueden ayudar en operaciones quirúrgicas delicadas en los ojos. La investigación en telecirugía emplea robots controlados de forma remota por cirujanos expertos; estos robots podrían algún día efectuar operaciones en campos de batalla distantes. . La automatización de laboratorios también es un área en crecimiento. Aquí, los robots son utilizados para transportar muestras biológicas o químicas entre instrumentos tales como incubadoras, manejadores de líquidos y lectores. Otros lugares donde los robots están reemplazando a los humanos son la exploración del fondo oceánico y exploración espacial.

Robots alados experimentales y otros ejemplos que explotan el biomimetismo también están en fases previas. Se espera que los así llamados “nanomotores” y “cables inteligentes” simplifiquen drásticamente el poder de locomoción, mientras que la estabilización en vuelo parece haber sido mejorada substancialmente por giroscopios extremadamente pequeños. Un impulsor muy significante de este tipo de trabajo es el desarrollar equipos de espionaje militar.

También, la popularidad de series de televisión como “Robot Wars” y “Battlebots”, de batallas estilo sumo entre robots, el éxito de las Bomba Inteligente y UCAVs en los conflictos armados, los comedores de pasto “gastrobots” en Florida, y la creación de un robot comedor de lingotes en Inglaterra, sugieren que el miedo a las formas de vía articial haciendo daño, o la competencia con la vida salvaje, no es una ilusión.

Dean Kamen, fundador de FIRST, y de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME), ha creado una Competencia Robótica multinacional que reúne a profesionales y jóvenes para resolver un problema de diseño de ingeniería de una manera competitiva. En 2003 contó a más de 20,000 estudiantes en más de 800 equipos en 24 competencias. Los equipos vienen de Canadá, Brasil, Reino Unido, y EEUU. A diferencia de las competencias de los robots de lucha sumo que tienen lugar regularmente en algunos lugares, o las competencias de “Battlebots “ transmitidas por televisión, estas competencias incluyen la creación de un robot.

Los robots parecen estar abaratándose y empequeñeciendose en tamaño, todo relacionado con la miniaturización de los componentes electrónicos que se utilizan para controlarlos. También, muchos robots son diseñados en simuladores mucho antes de que sean construidos e interactúen con ambientes físicos reales. 6 IMPACTO DE LOS ROBOTS Los manipuladores robóticos crean productos manufacturados de mayor calidad y menor coste. Sin embargo, también pueden provocar la pérdida de empleos no cualificados, especialmente en cadenas de montaje industriales. Aunque crean trabajos en los sectores de soporte lógico y desarrollo de sensores, en la instalación y mantenimiento de robots y en la conversión de fábricas antiguas y el diseño de fábricas nuevas, estos nuevos empleos exigen mayores niveles de capacidad y formación. Las sociedades orientadas hacia la tecnología deben enfrentarse a la tarea de volver a formar a los



trabajadores que pierden su empleo debido a la automatización y enseñarles nuevas capacidades para que puedan tener un puesto de trabajo en las industrias del siglo XXI. 7 TECNOLOGÍAS DEL FUTURO Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más a los humanos en la fabricación de nuevos productos, el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado de hogares y empresas. Los robots podrán fabricar nuevas autopistas, construir estructuras de acero para edificios, limpiar conducciones subterráneas o cortar el césped. Ya existen prototipos que realizan todas esas tareas. Una tendencia importante es el desarrollo de sistemas microelectromecánicos, cuyo tamaño va desde centímetros hasta milímetros. Estos robots minúsculos podrían emplearse para avanzar por vasos sanguíneos con el fin de suministrar medicamentos o eliminar bloqueos arteriales. También podrían trabajar en el interior de grandes máquinas para diagnosticar con antelación posibles problemas mecánicos. Puede que los cambios más espectaculares en los robots del futuro provengan de su capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está pasando rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en la industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas cognitivas como la planificación estratégica o el aprendizaje por experiencia. El diagnóstico de fallos en aviones o satélites, el mando en un campo de batalla o el control de grandes fábricas correrán cada vez más a cargo de ordenadores inteligentes. Inteligencia artificial. Inteligencia artificial, término que, en su sentido más amplio, indicaría la capacidad de un artefacto de realizar los mismos tipos de funciones que caracterizan al pensamiento humano. La posibilidad de desarrollar un artefacto así ha despertado la curiosidad del ser humano desde la antigüedad; sin embargo, no fue hasta la segunda mitad del siglo XX, cuando esa posibilidad se materializó en herramientas tangibles. El término inteligencia artificial (IA) fue acuñado en 1956 por John McCarthy, del Instituto de Tecnología de Massachussets. En ese año se celebró la conferencia de Dartmouth, en Hanover (Estados Unidos), y en ella, McCarthy, Marvin Minsky, Nathaniel Rochester y Claude E. Shannon establecieron las bases de la inteligencia artificial como un campo independiente dentro de la informática. Previamente, en 1950, Alan M. Turing había publicado un artículo en la revista Mind, titulado “Computing Machinery and Intelligence” (“Ordenador e inteligencia”), en el que reflexionaba sobre el concepto de inteligencia artificial y establecía lo que luego se conocería como el test de Turing, una prueba que permite determinar si un ordenador o computadora se comporta conforme a lo que se entiende como artificialmente inteligente o no.



Con el avance de la ciencia moderna la búsqueda de la IA ha tomado dos caminos fundamentales: la investigación psicológica y fisiológica de la naturaleza del pensamiento humano, y el desarrollo tecnológico de sistemas informáticos cada vez más complejos. En este sentido, el término IA se ha aplicado a sistemas y programas informáticos capaces de realizar tareas complejas, simulando el funcionamiento del pensamiento humano, aunque todavía muy lejos de éste. En esta esfera los campos de investigación más importantes son el procesamiento de la información, el reconocimiento de modelos, los juegos y las áreas aplicadas, como el diagnóstico médico. Un ejemplo de los logros alcanzados fue la partida de ajedrez que el superordenador de IBM denominado Deep Blue ganó, en mayo de 1997, al campeón del mundo Gari Kaspárov. Algunas áreas de la investigación actual del procesamiento de la información están centradas en programas que permiten a un ordenador o computadora comprender la información escrita o hablada, y generar resúmenes, responder a preguntas específicas o redistribuir datos a los usuarios interesados en determinados sectores de esta información. En esos programas es esencial la capacidad del sistema de generar frases gramaticalmente correctas y de establecer vínculos entre palabras e ideas. La investigación ha demostrado que mientras que la lógica de la estructura del lenguaje, su sintaxis, está relacionada con la programación, el problema del significado, o semántica, es mucho más profundo, y va en la dirección de una auténtica inteligencia artificial. Actualmente existen dos tendencias en cuanto al desarrollo de sistemas de IA: los sistemas expertos y las redes neuronales. Los sistemas expertos intentan reproducir el razonamiento humano de forma simbólica. Las redes neuronales lo hacen desde una perspectiva más biológica (recrean la estructura de un cerebro humano mediante algoritmos genéticos). A pesar de la complejidad de ambos sistemas los resultados distan mucho de un auténtico pensamiento inteligente. Muchos científicos se muestran escépticos acerca de la posibilidad de que alguna vez se pueda desarrollar una verdadera IA. El funcionamiento de la mente humana todavía no ha llegado a conocerse en profundidad y, en consecuencia, el diseño informático seguirá siendo esencialmente incapaz de reproducir esos procesos desconocidos y complejos.

8 Ética de Robots

La preocupación de que los robots puedan desplazar o competir con los humanos es muy común. En su serie Yo, Robot, Isaac Asimov creó las Tres leyes de la robótica (que más tarde fueron cuatro) en un intento literario por controlar la competencia entre robots y humanos. Las leyes o reglas que pudieran o debieran ser aplicadas a los robots u otros “entes autónomos” en cooperación o competencia con humanos han estimulado las investigaciones macroeconómicas de este tipo de competencia, notablemente construido por Alessandro Acquisti basándose en un trabajo anterior de John von Neumann.

Actualmente, no es posible aplicar las leyes de Asimov, dado que los robots aun tienen una capacidad muy limitada para comprender su significado, evaluar las situaciones de riesgo tanto para los humanos como para ellos mismos o resolver los conflictos que se podrían dar entre leyes.

9 Robots contra Humanos



El Proyecto Universidad Milenio de las Naciones Unidas examina la forma en la que los humanos y los robots se relacionarán en el futuro. Uno de sus escenarios de análisis, nominalmente puesto en el año 3000, fue llamado “La ascención y caída del Imperio Robot”. En ese escenario, mirando hacia atrás hasta el día de hoy:

Los robots evolucionaron como los humanos y se volvieron filósofos, bufones, políticos, oradores, actores, maestros, acróbatas, artistas, poetas y pastores de los menos adeptos humanos. La sociedad tuvo un nuevo sistema de castas, y los humanos se convirtieron en una raza tolerada y de alguna manera menospreciados por las máquinas que pudieron desplazarlos y mejorarlos en cualquier medida de fuerza, vitalidad, velocidad y resistencia. El argumento más importante hecho en la aplicación de la tecnología genética para mejorar el desempeño de los humanos mental y físicamente fue “nosotros tenemos que mantenernos a la par con los robots”. Con los recursos escaseando, la selección natural y artificial comenzó a operar en una manera seria, distribuyendo los recursos disponibles entre aquellos entes que eran los más aptos para explotarlos, en su mayor parte, los robots. ¿Cómo pudieron los humanos retomar el control? La respuesta fue usar la ingenuidad humana, la creatividad, ocultismo, dedicación y distracción. Tomo algún tiempo, pero funcionó. Esto al final comenzó a estabilizar la población de robots.

Muchos desechan tal escenario y lo tachan de optimista y muy orientado a la propaganda tecnológica. Hay muchos ejemplos de robots desplazando humanos, y, las tecnologías integradas en el Robot Depredador y los Misiles Crucero de EEUU son ejemplos altamente sofisticados de inteligencia artificial utilizada para asesinar humanos.

Muchos temen a las Armas de destrucción masiva basadas en pequeños robots ubicuos.

Aún sin una programación maliciosa, los robots y los humanos simplemente no tienen la misma tolerancia o conocimientos, conduciendo esto a accidentes: En Jackson, (Michigan) el 21 de julio de 1984, un robot aplastó a un trabajador contra una barra de protección en la que aparentemente fue la primera muerte relacionada con un robot en los EEUU. En LongBets, un mercado de futuros, hay predicciones impresionantes que son una autodefensa en contra de que los robots serán un elemento estándar en este siglo.

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