Robótica

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 Historia de la robótica

La robótica es el futuro e implica mucho más que simplemente "construir robots". Sin embargo, plantearse estudiar robótica no es una elección sencilla. Se trata de una carrera multidisciplinar, lo que la hace diferente de muchos trabajos tradicionales. Quienes desean diagnosticar enfermedades, estudian medicina, los que quieren construir edificios, arquitectura, pero, los que sueñan con trabajar con robots podrían estudiar electrónica, informática, biotecnologia, ciencia cognitiva ..... hay muchas rutas posibles para un trabajo en robótica.

El origen de la robótica está conectado con el origen del hombre y su afán por idear herramientas para facilitar las tareas diarias.

Dentro del mundo tecnológico, la robótica consiste en el diseño, construcción, manipulación y programación de robots.

La robótica va unida a la construcción de «artefactos» que trataban de materializar el deseo humano de crear seres a su semejanza y que al mismo tiempo lo descargasen de trabajos tediosos o peligrosos. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su automóvil mediante telegrafía, el ajedrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingenios), acuñó el término «automática» en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas.

El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las tres leyes de la robótica. En la ciencia ficción, se ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder o, simplemente, aliviando de las labores caseras. Los robots se utilizan ampliamente en la fabricación, ensamblaje, empaque y embalaje, minería, transporte, exploración espacial, cirugía,7​ armamento, investigación de laboratorio, seguridad y la producción en masa de consumidor y bienes industriales.

Qué países instalan más robots en el mundo

En la actualidad los 5 países que se encuentran a la cabeza en la instalación de robots son Estados Unidos, China, Japón, Corea del Sur y Alemania. A comienzos del siglo XXI fue Japón quien se encontraba a la cabeza por ser el país que más robots industriales tenía instalados.

Dos décadas después, concretamente en 2019, a la cabeza del ranking se encuentra China, quien en 2018 tenía instalados 148.000 unidades. Y es que según el Instituto Chino de Electrónica, a nivel mundial representa el 38% del conjunto de robots industriales que se encuentran instalados. Según la IRF (Federación Internacional de Robótica) para el 2021 China aumentará llegará a contar con 130 robots instalados por cada 100.000 habitantes, cifras que le permitirán mantener la “corona mundial”.

¿Qué es la robótica?

La robótica es la ciencia que se ocupa del estudio de la programación, la mecánica de los robots y es la ciencia que desarrolla robots la cuál utiliza varias disciplinas y ramas tecnológicas. Su objetivo es crear máquinas robotizadas destinadas a realizar tareas y funciones de manera automatizada y que en algunos casos simulan las capacidades y habilidades del ser humano y está relacionada con campos tan variados como la informática, la electrónica, la nanotecnología y la ingeniería. Los profesionales de la robótica trabajan como técnicos de pruebas, programadores, investigadores y desarrolladores, entre otras posiciones.

Antes de plantearse si estudiar robótica o no, puede ser conveniente obtener experiencia en la interacción con robots, electrónica, programación y mecánica. Esta práctica resulta esencial para entender realmente la teoría que la sustenta y, al mismo tiempo, facilita el descubrimiento de las áreas de interés dentro de una disciplina con tantas posibilidades.

Una de las mejores formas de obtener experiencia práctica es participar en una de las muchas competiciones de robótica, que están enfocadas a diferentes rangos de edad y niveles de formación.

Qué es un robot y ejemplos de tipos de robots

Por definición un robot es una entidad autómata o máquina automática compuesta por un sistema electromagnético y por mecánica artificial. Como veremos a continuación, los robots son clasificados de diferentes formas en función de si tiene forma humana y de androide, o simplemente es un brazo robótico. Para crear cualquier tipo o clase de robot, es necesario combinar diversos principios de la ciencia y de la tecnología, en el siguiente artículo vas a poder comprobar su clasificación.

¿Qué impulsa el origen de la robótica?

Probablemente el origen se encuentra en la necesidad imperiosa de buscar alternativas para facilitar y optimizar cualquier tarea productiva. En la historia de la humanidad siempre ha estado presente la invención como herramienta indispensable para el desarrollo personal, social y tecnológico.

Ya en la prehistoria se inventaron utensilios rudimentarios (pero efectivos) para facilitar arduas tareas. Así que desde ese mismo instante hay constancia de esa faceta resolutiva que va implícita en el ser humano.

Algunos inventos que forman parte del origen de la robótica

Entre el siglo XVII y el XVIII hubo invenciones mecanizadas como las del ingeniero francés Jacques de Vauncansos: llevó a cabo la construcción de unos muñecos de tamaño humano (autómatas) que tocaban instrumentos.

En la Revolución Industrial se crearon máquinas robotizadas, como la hiladora mecánica de Crompton (1779) y el telar de Jacquard (1801).

También podemos remontarnos a la época de los antiguos egipcios: Ellos idearon brazos mecánicos que unieron a las estatuas de los Dioses.

Continuando la línea de la veneración, los griegos construyeron estatuas con movimiento funcionando mediante sistemas hidráulicos para impresionar a los seguidores de los templos.

Sectores en los que se aplica la robótica

La robótica es fundamental en industria, ya que la automatización supuso un punto de inflexión en el planteamiento laboral de infinidad de empresas: alivió muchas de las obligaciones tediosas para trabajadores y ayudó en la optimización de la productividad.

Otro sector con importante presencia es el de la medicina: resuelve problemas quirúrgicos en operaciones mediante herramientas robotizadas con una precisión óptima. También solventa problemas de movilidad en pacientes con amputaciones a través de implantes que rozan la destreza de los miembros humanos que sustituyen.

Más sectores que se sirven de la ayuda de la robótica:

• Mecánica
• Informática
• Física
• Inteligencia artificial
• Ingeniería de control
• Electrónica
• Industria
• Sector Agrícola

Qué es la Ingeniería Robótica y en qué consiste la mecatrónica

Para el diseño de un robot se emplea la ingeniería mecatrónica, la cual está compuesta por diversas ciencias, como son la mecánica, electrónica, de control, la informática y la computación. Todas estas especialidades componen la Ingeniería robótica o mecatrónica, y a ellas debemos de sumar otras ramas como son el álgebra, los autómatas o las máquinas de estados.

Estos fundamentos están asociados en paralelo con otras ramas científicas, como puede ser la Inteligencia Artificial o la Visión Artificial.

Las Tres Leyes de la Robótica

Posteriormente sería Isaac Asimov el que definió como robótica a la ciencia que se encarga de estudiar y diseñar a los robots. Él mismo fue quien acuñó las “Tres Leyes de la Robótica” para sus novelas de ciencia ficción, las cuales se resumían en:

1. Un robot no puede hacer daño a un ser humano.
2. Un robot debe de cumplir las órdenes dadas por un ser humano mientras no haga daño a ningún otro humano.
3. Un robot debe de velar por su existencia siempre que no sea contradictoria con la primera y la segunda ley.

¿Para qué sirve la robótica y dónde se utiliza un robot?

El progreso de la robótica es imparable, lo que permite que se emplee en prácticamente todos los ámbitos laborales, desde el sector industrial, servicios y quirúrgico hasta el aeroespacial entre muchos otros. Al ofrecer un gran abanico de soluciones, cada una de esas áreas requiere de sus correspondientes particularidades robotizadas. Basta recordar que la tecnología de un mayordomo inteligente es distinto al del diseño de robots de combate.

La robótica en la actualidad

Gracias a todos los avances tecnológicos que estamos viviendo la robótica cada vez es más fundamental.

Ejemplos reales son los robots que se utilizan en la limpieza de residuos tóxicos, en la desactivación de bombas y minas terrestres o en misiones espaciales concretas.

Robótica social o de compañía

Los robots sociales están destinados a facilitar al ser humano las tareas cotidianas, ya sea en su hogar o en un entorno laboral. Se caracterizan por ser robots colaborativos, por lo que están perfectamente diseñados para desenvolverse de forma autónoma en el interior de una vivienda o de un edificio.

Otra de sus particularidades es que algunos de estos dispositivos pueden ser utilizados como robots educativos, así como para comunicarse e interactuar con personas de avanzada edad. A este colectivo de personas les ayuda a recordar cuando deben tomar la medicación, les acercan la comida y bebida, o les acompañan a la hora de realizar ejercicios físicos o de memoria.

Los robots sociales están expresamente indicados para ayudar el desarrollo y la movilidad de personas dependientes, así como a los que tienen dificultades especiales.

No obstante la funcionalidad de estos robots es muy variada, por lo que también están preparados para desenvolverse en entornos laborales, así como para realizar tareas de esfuerzo o de complejidad.

Qué tipos de robots existen

Como mencionamos anteriormente, si bien el verdadero origen de la robótica en sí puede rastrearse incluso hasta antes de la Era Común, y pese a que los robots modernos —tal y como los conocemos hoy— surgen recién en el siglo pasado, el desarrollo de la robótica ha experimentado una evolución y un crecimiento exponencial durante las últimas dos décadas.

De este modo, actualmente existen diversos tipos de robots con características únicas, en los más variados tamaños, formas y materiales, así como con diferentes niveles de autonomía, inteligencia, funcionalidad y capacidad. Por ello también existen diversas formas de clasificar a los robots.

A lo largo de la historia de la robótica, estos han sido clasificados en relación con su generación, nivel de inteligencia, de control y de lenguaje de programación, categorizaciones que por ejemplo reflejan, entre otras cosas, la potencia del software en su controlador y particularmente qué tan sofisticada es la interacción de sus sensores.

Sin embargo, a grandes rasgos, suelen considerarse dos criterios para clasificar a los tipos de robots como los más extendidos. Uno en función del momento histórico en el que fueron creados (generaciones) y las similitudes en sus procesos de construcción, siguiendo un orden cronológico; y otro en relación con su forma, según su estructura y funcionamiento. Veamos cada uno en detalle.

Robots de manipulación o de primera generación

Se trata del grupo de robots que tiene al factor mecánico como el más prioritario. Son robots de manipulación, que cuentan con sistemas mecánicos multifuncionales con un sistema de control simple y comúnmente manual, de secuencia fija o de secuencia variable.

Todos los robots están diseñados para completar una tarea asignada y resolver los desafíos del entorno a través de la mecánica. Asimismo, si bien todos comparten este aspecto en cuanto a lo mecánico, los de primera generación se caracterizan por priorizar dicho factor para completar sus tareas.

Por eso, los robots de primera generación se utilizan sobre todo para mover objetos, presentando múltiples limitaciones en el número de movimientos que pueden concretar. Su finalidad es principalmente la repetición de tareas programadas, como ir de un lado a otro. En relación con su momento histórico, se suele considerar que el boom de los robots de primera generación se dio a partir de la década del 50.

Robots de aprendizaje o de segunda generación

Categoriza a los denominados robots de aprendizaje, los cuales repiten una secuencia de movimientos determinada que ha sido previamente ejecutada por un operador humano. Para hacerlo utilizan un dispositivo mecánico, tal como lo hacen los de primera generación, solo que, en este caso, el operador efectúa los movimientos y acciones que se requieren mientras que el robot los sigue, analiza y memoriza para luego replicar.

Estos robots cuentan con un sistema de retroalimentación con el que obtienen más información sobre su entorno y la guardan en sistemas de almacenamiento, junto con sus instrucciones. Igualmente, esta información adquirida del entorno también es limitada y suelen tener un tamaño considerablemente mayor.

No obstante, también se caracterizan por su capacidad para ejecutar movimientos más complejos. Además, también se trata de robots controlados por secuencia numérica y suelen utilizarse sobre todo en la industria automotriz. Por otro lado, en cuanto a su cronología, suele señalarse que el período histórico de los robots de segunda generación comprende incluso hasta la década de los 80.

Robots con control sensorizado o de tercera generación

La tercera generación es la de los llamados robots con control sensorizado. Estos son, en esencia, computadoras que ejecutan órdenes a partir de un programa y las envían al manipulador para que este efectúe los movimientos necesarios, sorteando los desafíos de su entorno para concretar una tarea.

En tal sentido, el uso de los sensores permite a los robots de tercera generación contar con cierto conocimiento en cuanto al entorno o al ambiente que los rodea. Estos sensores dimensionan el espacio y ajustan a este su estrategia de control. 

Así, con la tercera generación de robots se da paso a la era de los robots inteligentes y comienzan a surgir los lenguajes de programación que permiten desarrollar sus sistemas de control, los cuales utilizan una estrategia de ciclo cerrado. Este momento en la historia de la robótica puede ubicarse entre la década de los 80 y los 90.

Robots inteligentes o de cuarta generación

Los robots de cuarta generación se caracterizan por utilizar sensores mucho más desarrollados, lo cual no solo les permite controlar procesos y captar información sobre su entorno en tiempo real, contando con mejores habilidades y procesos de conducta, sino que también les dan el espectacular nombre de robots inteligentes.

Considerados también como los “robots del futuro”, los modelos de esta generación aprenden directamente del entorno que los rodea aplicando procedimientos de lógica difusa, los cuales se utilizan cuando la complejidad del proceso en cuestión es demasiado alta y no existen modelos matemáticos precisos en la contemporaneidad, para procesos altamente no lineales o cuando se envuelven definiciones y conocimientos que no están estrictamente definidos (imprecisos o subjetivos).

Además, estos robots también incluyen redes neuronales artificiales y métodos de análisis y obtención de datos complejos que mejoran notablemente su desempeño general en tiempo real. De esta manera, los robots inteligentes, que se vienen desarrollando sobre todo desde los primeros años del siglo XXI, presentan mejoras que los hacen mucho más desarrollados que sus predecesores.

El robot ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility) es un interesante ejemplo dentro de esta categoría. El pequeño androide, de la compañía japonesa Honda, fue creado con el objetivo de ayudar a personas con movilidad reducida, así como para motivar a la juventud a estudiar ciencias y matemáticas. Por su parte, Pepper, otro robot japonés de cuarta generación creado por SoftBank Robotics, incluso es capaz de leer e interpretar emociones humanas.

Robots 5G o de quinta generación

Íntimamente relacionados con el desarrollo y la aplicación de la inteligencia artificial, los robots de quinta generación o robots 5G son aquellos en los que se está trabajando actualmente, representando así los últimos avances en robótica.

La referida incorporación de sistemas de inteligencia artificial de punta, los modelos de conducta contemporáneos y una flamante arquitectura de subsunción, hacen de estos los verdaderos robots del futuro. La biotecnología y la nanotecnología, por ejemplo, son otras disciplinas incorporadas a esta generación.

Esta nueva gama de robots deberá basar su acción y desarrollo fundamentalmente en modelos conductuales establecidos, aprovechando también las innumerables oportunidades que ofrece hoy la independencia de los cables. Cómo serán los robots de quinta generación depende especialmente del interés de la juventud en la robótica.

Tipos de robots según su estructura

Otra forma de clasificar o distinguir entre los diferentes tipos de robots es en función de su forma, estructura y funcionamiento. Igualmente, en esta categorización también suelen considerarse cinco tipos de robots.

Robots poliarticulados

Un grupo en el que se suele incluir a una muy amplia variedad de robots, pero que, a grandes rasgos, comparten características como tener una posición estática y una estructura ideada para mover únicamente sus elementos terminales, en un espacio de trabajo limitado y según uno o más sistemas de coordenadas, así como un reducido nivel de libertad y autonomía.

En este grupo se encuentran, por ejemplo, los robots manipuladores, los robots industriales y los robots cartesianos, los cuales suelen aplicarse sobre todo cuando es preciso abarcar una zona de trabajo muy amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano simétrico vertical o bien reducir el espacio que se utiliza en el suelo, así como en la automatización del trabajo, ya que aumentan notablemente la productividad.

Robots móviles

Los denominados robots móviles están entre los más populares, en buena medida, debido al extendido uso de algunos de sus modelos en hogares y espacios de trabajo. Se trata esencialmente de máquinas automáticas con una alta capacidad de desplazamiento, pudiendo trasladarse y desenvolverse con autonomía en diversos entornos.

Dotados de un sistema locomotor de tipo rodante, estos robots guían su camino mediante sistemas de telemando o bien a partir de la información recibida de su entorno por medio de sus sensores. En el sector industrial, estos robots aseguran el transporte de piezas u objetos desde un punto a otro en una cadena de fabricación, automatizando procesos con enorme eficiencia.

Para poder moverse, estos robots utilizan pistas materializadas a través de radiación electromagnética de circuitos que son empotrados al suelo y bandas detectadas fotoeléctricamente. Algunos modelos incluso pueden superar múltiples obstáculos y, dependiendo el objetivo, pueden estar dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

Robots androides y ginoides

Como su nombre lo indica, se trata de robots antropomorfos o con forma humana. Se trata de aquellos robots que, en mayor o menor medida, buscan reproducir también el comportamiento cinemático del ser humano.

Pese a que este tipo de robots aún está en desarrollo y todavía tiene un largo camino que recorrer, algunos modelos presentan avances realmente sorprendentes. Sophia, la fembot más popular del mundo (hasta se ha convertido en la primera ciudadana no-humana de la historia), es un robot de este tipo, técnicamente, una ginoide, un robot androide con "apariencia femenina”.

Presentada en 2017, Sophia fue especialmente diseñada para interactuar con seres humanos, aprender, adaptarse a nuestro comportamiento y trabajar con estos satisfactoriamente, buscando además provocar un impacto positivo en el mundo, combatiendo con formas de explotacón como la infantil y animal o la trata de personas.

Asimismo, desde Sofía han habido otros tantos avances, especialmente en cuanto al desarrollo cinético y expresivo. Tal es el caso de Mesmer, por ejemplo, un sistema para construir robots humanoides inteligentes e hiperrealistas de alto potencial, con una habilidad para recrear expresiones faciales humanas tan verosímil como sorprendente.

El sistema Mesmer es desarrollado por Engineered Arts, compañía de diseño y fabricación de robots humanoides con sede en Reino Unido, que recientemente ha mostrado un video del que muchos consideran el robot humanoide más realista en cuanto a expresiones faciales y movilidad. Se trata de Ameca, a quien podemos ver recreando muecas y gestos increíblemente humanos.

Robots zoomórficos

Naturalmente, se trata de aquellos robots cuya estructura imita a las de animales no humanos. Estos se caracterizan especialmente por buscar replicar la cinemática de determinadas especies y sus habilidades motoras.

Dentro de esta categoría también suelen distinguirse otros dos tipos: los robots zoomórficos que caminan y los que no. Los del primer tipo presentan un desarrollo sensiblemente mayor y tienen, además, una proyección muy amplia, con un alto potencial para su aplicación en la exploración de lugares como el espacio exterior, las profundidades marinas o los volcanes.

Robots híbridos

Finalmente, existen muchos tipos de robots que comparten características de cada una de estas clasificaciones, por lo que se los suele considerar como robots híbridos. Un claro ejemplo podrían ser el de los rover desarrollados por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA para la exploración espacial.

Mas tipos de robots

Como hemos mencionado anteriormente, existen multitud de robots que pueden ser clasificados de diferentes maneras por lo que que los vamos a dividir por su funcionalidad y posteriormente por el nivel de inteligencia que poseen:

• Nanobot: También llamados nanorobots, son los robots de dimensiones nanométricas que en la actualidad principalmente tienen un uso en la medicina e investigación científica.
• Robot Industrial: Son los robots destinados a trabajar en las líneas de montaje de las fábricas. Suelen ser brazos articulados o poliarticulados que llegan a tener hasta 6 ejes. Los robots industriales pueden ser colaborativos, además de móviles y totalmente autónomos o fijos.
• Robot de Servicios: Estos robots son utilizados en un sinfín de trabajos y pueden ser zoomorfos, robots con forma de humano o vehículos móviles AGV.
• Robots educativos: Están destinados a niños y adolescentes para que empiecen a familiarizarse tanto con robots como con lenguajes de programación como Arduino.

La importancia de la robótica en la sociedad de nuestra era

Las aplicaciones de la robótica en diversos ámbitos humanos ya han demostrado enormes beneficios. El uso de los robots en la medicina, la industria y toda clase de actividades forzosas o peligrosas para los seres humanos ya es una realidad ampliamente extendida que, actualmente y desde un tiempo a esta parte, no ha hecho más que consolidarse.

Veamos algunos de los principales usos de los robots y las ventajas que traen consigo, determinando la importancia de la robótica en la sociedad de nuestra era.

Procedimientos médicos innovadores

Los robots ya están revolucionando el mundo de la medicina. La inteligencia artificial, la miniaturización (nanorobots) y el vasto poder de los sistemas informáticos están contribuyendo significativamente al aumento del diseño y el uso de robots en el mundo médico por varias razones.

Desde operaciones altamente efectivas y seguras a tratamientos innovadores que incluyen la introducción de nanobiorobots en el organismo que permiten llegar a lugares donde ningún médico podría. La robótica aplicada a la medicina ya ha demostrado enormes beneficios.

Mayor seguridad

Desde el uso más extendido de los robots surge lo que probablemente sea el beneficio más evidente de la robótica: más seguridad para la humanidad. Muchos modelos de robot actualmente se utilizan para suplantar a los humanos, especialmente en aquellas tareas que resultan de alto riesgo para nuestra salud.

Este aspecto también se extiende, por ejemplo, a catástrofes, habiendo robots capaces de introducirse entre los escombros de edificios destruidos por terremotos o incendios en búsqueda de sobrevivientes.

Otro buen ejemplo es el de los robots utilizados para detectar y extraer minas en zonas de guerra, mientras que en casos como los de la industria también ocurre lo mismo, los robots pueden desarrollar tareas que tendrían peligro mortal para las personas.

Compañía

Aunque tabú, el problema de la soledad en la tercera edad es una ineludible realidad. Sin embargo, es una realidad que puede cambiarse gracias al uso de los robots.

Si bien no podrán sustituir el afecto humano, los robots de compañía para adultos mayores —que también ya son algo real— sí pueden alertar a otras personas ante una emergencia y brindar soporte en situaciones de riesgo. Asimismo, los robots también pueden acompañar y asistir a personas que requieran cuidados especiales o ayuda en diversas tareas.

Robots Industriales no colaborativos

Los robots industriales se caracterizan por sus grandes dimensiones, por su fuerza y por su robustez. Los solemos encontrar en lineas de montaje del sector de la automoción o en almacenes, y una de sus principales características es que no están preparados para trabajar en el puesto de trabajo junto a los humanos. Como medida de seguridad, trabajan en entornos vallados, y ante la presencia de humanos, la línea de montaje incorpora mecanismos con los que se detiene automáticamente.

Son muchas las empresas que a nivel mundial diseñan y comercializan este tipo de robots, siendo algunas de las más prestigiosas Kuka, Yaskawa y Kawasaki.

George Charles Davol, el inventor de la robótica industrial

El mundo a reconocido a George Charles Davol como el creador del primer robot industrial. Fue el fundador de Unimation junto con Joseph F. Engelberger, una empresa de robótica innovadora que en 1948 investigaron y desarrollaron la primera máquina programable de la historia. Destacaba por ser muy sencilla en su uso y por su capacidad para adaptarla a diferentes trabajos. Ese robot sirvió para empezar a crear nuevos robots con fines industriales.

Automatización y robótica industrial

Definimos automatización industrial al proceso de integración de elementos que, en este caso robots, se dedican a realizar trabajos repetitivos de manera automática. Dentro del sector industrial encontramos a robots que, por sus necesidades y características, difieren totalmente de los robots de servicios.

Qué es un robot industrial y para qué sirve

Un robot industrial es un robot que ha sido principalmente diseñado para trabajar en alguno de los diferentes sectores industriales que existen. Principalmente conocemos a los que son instalados en líneas y cadenas de montaje de producción en serie sin embargo diferentes clases de robots y cada uno de ellos cuenta con características y sus particularidades especiales.

Robots Industriales

Son robots de grandes dimensiones que destacan por su capacidad para coger objetos pesados y por su robustez. Realizan trabajos de larga duración en una línea de montaje y habitualmente los vemos en las cadenas de montaje del sector de la automoción. Requieren de vallas o células de seguridad que los aíslan de los operarios para evitar accidentes. Algunas de las empresas de robotica y automatizacion más importantes a nivel mundial son Kuka, ABB, Fanuc, Yaskawa y Kawasaki.

Robótica de servicios

Definimos a un robot de servicios como a los robots desarrollados por las empresas de robótica destinados a facilitar la vida de las personas. Según lo describe la IFR son “robots que desarrollan trabajos útiles para personas excluyendo a los robots que se dedican a la automatización en las industrias”.

Gracias a los sistemas inteligentes que integran pueden trabajar de manera autónoma o teleoperada por control remoto, ya sea en trabajos repetitivos, de esfuerzo o entornos peligrosos. Estos sistemas pueden estar equipados con Inteligencia Artificial en función de las necesidades de la empresa o PYME. Sus utilidades y aplicaciones en el mercado laboral son ilimitadas. Otros ejemplos que han dejado de pertenecer a la ciencia ficción son los robots mensajeros, los robots exploradores o los robots mayordomos que en el ámbito doméstico pueden limpiar, cocinar e incluso controlar la domótica de la vivienda.

Robots inteligentes

Las empresas de robótica se esfuerzan en desarrollar máquinas autómatas cada vez más inteligentes. Los proyectos de robótica se centran en crear robots que dispongan de capacidades técnicas que se asemejen o superen a las de los humanos, incluido su nivel de inteligencia.

El nivel de programación de un robot difiere en función de su utilidad. En este campo el desarrollo de la Inteligencia Artificial en las últimas décadas ha marcado un antes y un después en la evolución de la robótica.

Es innegable que la unión de la Inteligencia Artificial y la robótica ha mejorado notablemente su capacidad. Gracias a los algoritmos con redes neuronales entrenados por medio del Machine Learning (Aprendizaje Automático) y el Deep Learning (Aprendizaje profundo), ahora son capaces de recabar y analizar una gran cantidad de información. Gracias al procesamiento de datos masivo por medio del Big data, los robots son capaces de dar una respuesta revolucionando por completo la robótica.

De entre los robots más inteligentes que existen debemos de destacar por su capacidad de interacción y por sus características a la mujer robot Sophia, al robot humanoide Ibuki, al androide Thespian o al robot Atlas de Boston Dynamics.

Robots mensajeros

Estos robots móviles terrestres destinados a la mensajería y el transporte principalmente reparten comida y paquetes por las empresas y casas de sus clientes. En las universidades de California son cada vez más las empresas como Kiwibot que transportan con sus robots comida a los universitarios. Estos robots quieren ser parte de la solución con la que dar una respuesta útil a la masificación de pedidos online que han surgido a través del éxito de Alibaba y Amazon. Ejemplos de robots de servicios dedicados a la mensajería y al transporte:

• Robot Digit.
• Robot Cassie.
• Startship.

Robótica social

Los robots sociales se utilizan en gran medida para ayudar en su día a día a las personas mayores o que padecen enfermedades como el Alzheimer. Se encargan de interactuar y de hacerles compañía además de monitorizarlos las 24 horas del día, de recordarles cuando les toca tomar la medicación o simplemente la comida. La funcionalidad de estos robots les permite trabajar con personas dependientes y dificultades especiales, como sucede con el robot Robear en Japón.

Son robots colaborativos preparados para desenvolverse en un mismo entorno con humanos y de manera totalmente autónoma. Pueden tener forma de robot humanoide, de androide o zoomorfos, y destacan por su nivel de motricidad, funcionalidad, prestaciones y nivel de inteligencia. Algunos de los robots que integran Inteligencia Artificial son capaces de presentar telediarios o debatir en tertulia.

Diferencias entre un robot y un bot

La principal diferencia entre ambos es que un robot es tangible, ya que dispone de mecanismos físicos, mientras que un bot se encuentra ubicado dentro de un software con un sistema virtual en el Cloud (Nube).

Características y diferencias entre un Bot y Chatbot y un robot

Los bots o Chatbots son asistentes virtuales que han sido programados dentro de un software en la Nube, mientras que un robot es una máquina física compuesta de piezas mecánicas y eléctricas.

Los robots virtuales han sido diseñados con el objetivo de analizar datos y procesarlos. Son muy utilizados en áreas de atención al cliente, así como en el sector financiero y bancario. En los últimos años las empresas están buscando dar a estos bots un aspecto más humano que mejore la interacción con las personas. Este es el caso de Neon, el asistente virtual con forma humanoide desarrollado por Samsung.

Robots humanoides

Por definición un robot humanoide es un robot que tiene forma humana. Son diseñados reproduciendo la forma de los brazos, de la cabeza y de los pies que los seres humanos. Pueden ser bípedos o pueden desplazarse por medio de una plataforma con ruedas en la parte inferior.

Los robots más sofisticados buscan el hiperrealismo e intentan simular las expresiones de la cara, nuestros gestos y la piel. Es el caso de Frubber, el material patentado por Hanson Robotics y que está creado mediante el uso de Nanotecnología. Con él cubren el rostro de la mujer robot Sophia, de tal modo que reproduce la piel de un humano con gran similitud.

En función de las necesidades pueden incorporar un mayor nivel de inteligencia gracias a un software entrenado con redes Neuronales de IA. Con estos sistemas y esta apariencia, buscan interaccionar con las personas con la mayor naturalidad posible, encontrando su empatía, compartiendo sus emociones y reconociendo sus sentimientos.

Los robots humanoides más famosos del mundo son:

• Robot TEMI
• Robot Sophia
• Robot Pepper
• Robot Nao
• Robot Ibuki

Clases de robots industriales que existen en el mundo

Podemos diferenciar a estos robots por la tecnología que integran (Inteligencia Artificial, Visión Artificial, etc…), por la forma que tiene (si es un robot humanoide o un brazo robótico) y por su capacidad de trabajo, ya sea un robot industrial fijo y pesado, o un robot colaborativo (cobot). Los brazos robóticos pueden llegar a tener hasta 6 ejes y existen múltiples opciones como son los robots cartesianos.

Una de sus principales ventajas es que se encargan de las:

• Tareas repetitivas.
• Trabajos de esfuerzo.
• Realizan los trabajos de riesgo para los trabajadores.

Aplicaciones de los robots industriales:

• Ensamblaje de piezas.
• Procesos de Pick and Place.
• Soldadura robotizada.
• Control de calidad por medio de radiografías y mapas tridimensionales.
• Realizar manipulaciones repetitivas.
• Paletizado de cajas o sacos.
• Transporte de materiales pesados.
• Procesos de intralogística.

Los robots utilizados en la industria automatizada se dividen principalmente entre los robots industriales y los robots colaborativos (cobots).

Robots colaborativos o Cobots

El nombre de los Cobots proviene del juego de palabras «robots colaborativos». Hace referencia a los robots industriales de reducidas dimensiones que han sido diseñados con el objetivo de poder trabajar en una fábrica dentro de un entorno rodeado de humanos.

Para lograr alcanzar la plena seguridad, estos dispositivos llevan instalados sensores que detectan nuestra presencia en un campo de 360º. Además, el I+D ha permitido diseñar garras que tienen limitada la presión que pueden ejercer para evitar el riesgo de atrapamientos.

Uno de los grandes retos en la industria es lograr que estos dispositivos robotizados sean capaces de convivir plenamente en el puesto de trabajo junto con humanos. El desarrollo de esta tecnología ha permitido lograrlo en la última década, siendo muchas las empresas que ofrecen este tipo de soluciones.
Las empresas que instalan robots y que a su vez son fabricantes de Cobots más importantes a nivel mundial son:

• ABB
• Universal Robots
• Yaskawa
• Kuka
• Fanuc
• Omron

DEFINICIÓN DE QUÉ ES LA ROBÓTICA DE SERVICIOS

Por definición, los robots de servicios profesionales pertenecen a una rama o categoría diseñada por la ingeniería robótica que se emplean para ayudar y facilitar la vida de los seres humanos. Su objetivo es desempeñar de forma autónoma o tele operada diversas labores, ya sean pesadas, repetitivas, en entornos sucios, peligrosos o de esfuerzo que puedan evitar lesiones y enfermedades.

La Federación Internacional de Robótica (IFR) define los robots de servicios como “un robot o equipamiento que realiza tareas útiles para personas o equipos, excluyendo aplicaciones de automatización Industrial”.

Características de la robótica de servicios

Se caracterizar por tener un grado de autonomía parcial o total. Ello es debido gracias a sistemas inteligentes que han sido integrados y que con el desarrollo de la Inteligencia Artificial y la Visión Artificial, están ofreciendo soluciones de gran impacto en el mercado laboral. Son robots que realizan teleoperaciones completas.

Sin duda es la robótica más extendida a nivel mundial, ya que abarca y engloba un sinfín de posibilidades y aplicaciones de uso en la empresa que no conoce límites. Estas características permiten grandes oportunidades de negocio con perspectivas de crecimiento para seguir desarrollando las PYMES.

Algunos ejemplos que han dejado de ser ciencia ficción o futuristas son los robots que realizan las siguientes funciones:

• Mensajería y transporte de materiales
• Hostelería
• Social
• Militar y seguridad
• Medicina o médica
• Labores domésticas en el hogar: cocina, limpieza y domótica

Robots de mensajería y transporte

La proliferación de los robots mensajeros responden a la necesidad de solucionar las carencias existentes en el sector de la mensajería y el transporte. Busca abaratar los costes y encontrar la eficiencia del envío de paquetes que se han disparado como consecuencia de las ventas online, principalmente lideradas por compañías y tiendas tan famosas como Amazon y Alibaba.

Robot Digit

El robot Digit es un prototipo de mensajero robotizado diseñado por la empresa Ford junto con Agility Records que pretende realizar entregas autónomas en tu casa para el 2020.

Robot Cassie

Cassi es un robot hermano del robot Digit que se emplea en diferentes laboratorios de robótica para enseñar a andar a los robots que se están diseñando en la actualidad.

Robótica en la medicina

Las aplicaciones de la robótica y la Inteligencia Artificial a la medicina ha provocado un punto de inflexión, al permitir desarrollar nuevos proyectos en campos de trabajo que prácticamente se encontraban estancados. Prueba de ello es que a diario surgen noticias de de innovadores proyectos que han sido desarrollados mediante la robótica y la Inteligencia Artificial. Es el caso de los Xenobots, los robots vivos o Biobots recientemente descubiertos en Estados Unidos con células de rana. Algunas de las áreas más beneficiadas son las exploraciones internas, ofreciendo diagnósticos más exactos y permitiendo cirugías menos agresivas que facilitan recuperaciones más rápidas a los pacientes.

Prótesis biónicas y manos robóticas

En el campo de las prótesis se ha producido un gran avance al permitir reemplazar la funcionalidad de las extremidades amputadas por manos o brazos robotizados. Tenemos numeroso modelos a nuestro alcance, aunque de momento el que más destaca por sus prestaciones es Luke Arm, un brazo robótico de última generación que te permite tener tacto en los dedos. Por medio de sensores de presión, envía impulsos al cerebro con los que identificar si un objeto es blando, su pesó o la presión que ejerces sobre él.

Exoesqueletos

Muy significativos son los proyectos basados en la robótica aplicada a pacientes con lesiones medulares y su correspondiente rehabilitación. Para ello trabajan con los denominados exoesqueletos, los cuales permiten que cuerpos que habían quedado paralizados, recuperen con su ayuda parte de la movilidad perdida.

Del mismo modo se está avanzando en el campo de la exploración, diseñando proyectos de alta complejidad por medio de la nano robótica.

Cirugía robótica en la medicina

En el ámbito quirúrgico, proyectos como el del robot Da Vinci están permitiendo realizar cirugía prostatectomía radical laparoscópica y cirugía endocavitaria con gran precisión, mejorando el porcentaje de éxito de las intervenciones en los pacientes además de reducir los tiempos de recuperación.

Esta técnica, más pronto que tarde, y con la ayuda de la red 5G, permitirá a un cirujano especialista intervenir a un paciente estando a mil kilómetros de distancia.

Para qué sirve un robot y clases de trabajos que realizan los robots

Un robot sirve para desarrollar cualquier tarea que pueda ser automatizada y es por ello que la clasificación de los robots es muy variada. En la actualidad se están creando soluciones para trabajar en prácticamente cualquier ámbito laboral, como pueden ser en:

• Hoteles, bares y restaurantes con robots mayordomos y robots cocineros
• Sector servicios y sector Industrial, aeronáutico y aeroespacial.
• Industria armamentística, seguridad y vigilancia.
• Robots espaciales, exploradores, de rescate y de investigación
• Robots Educativos y en la medicina, como son los robots quirúrgicos.
• Sector de la banca y las finanzas por medio de los bots y Chatbots.
• En la lucha contra el medio ambiente y contra el cambio climático.

Evolución de la Inteligencia Artificial y la Robótica

En el transcurso de los últimos años se ha producido un gran avance en las tecnologías de última generación. Como consecuencia directa de las inversiones en el I+D, la Inteligencia Artificial ha evolucionado dando un paso determinante. Lo ha desencadenado el desarrollo de los softwares con algoritmos entrenados mediante el Deep Learning o aprendizaje profundo, siendo las compañías de robótica las que se están beneficiando de sus bondades.

Ingeniería robótica y mecatrónica

Desarrollar un proyecto de robótica requiere del uso de la ingeniería mecatrónica, la cual se encuentra formada por diferentes ciencias. Entre ellas destacamos la mecánica, la electrónica, la informática, el control y la computación.

Hay que recordar que a la ingeniería robótica y a la mecatrónica se suman otras ciencias como los Autómatas, las Máquinas de estados y el Álgebra así como diversas tecnologías entre las que destacan la Inteligencia Artificial y la Visión artificial.

Origen e historia de los robots y de los primeros tipos de autómatas

Los primeros intentos de imitar los movimientos de las personas o a los propios seres humanos por medio de robots se dieron en la Antigua Grecia. Herón de Alejandría fue uno de los primeros en lograrlo en torno al 85 a.c., y cabe destacar que a los primeros robots los llamaban autómatas.

Origen y etimología de la palabra robot

Para descubrir de dónde viene la palabra robot tenemos que retroceder a principios del siglo XX. El concepto de la palabra robot procede de un escritor de origen checo que se llamaba Karel Capek. En 1920 realizó una obra teatral que se llamaba R.U.R., que es el acrónimo de Rossum´s Universal Robots. La representación se centraba en una empresa que fabricaba humanos artificiales con los que intentaba reducir la carga de trabajo de los trabajadores.

Esos humanos artificiales fueron identificados por primera vez por el nombre de robots. La etimología de robot procede de Robbota, que en Checo viene a querer decir “trabajo forzado o servidumbre”.

¿Cuál fue el primer robot real de la historia?

El robot Elektro fue presentado al público general en 1936 y se le conoce como “el primer robot de la historia”. Era un robot con forma de humano que tenía una altura de 2 metros y pesaba 120 kilos. Aunque parezca mentira el robot era capaz de andar y sorprendentemente de pronunciar hasta 700 palabras.

Definición de qué es la Robótica Agrícola

Podríamos definir como robótica agrícola al conjunto de dispositivos robotizados que se diseñan orientados a automatizar puestos de trabajo en el sector de la Agricultura.

El sector agrario busca evolucionar por medio de la robótica, obteniendo soluciones 4.0 para hacer más eficiente su modelo productivo a la vez que lograr que sea más sostenible.

¿Son necesarios los robots agrícolas?

Su principal objetivo es aumentar la productividad a la vez que reducir sus costes. Hay que recordar que como consecuencia del imparable aumento de población a nivel mundial, en la Expo Milano 2015 se acordó que era necesario aumentar entre un 60 y un 70% la producción de alimentos antes del 2050.

En la última década, el aumento de proyectos destinados al desarrollo de robots agrícolas ha sido exponencial. Es una consecuencia de las innovaciones que han sufrido otras tecnologías, como la Visión Artificial y la Inteligencia Artificial, principalmente el desarrollo de las Redes Neuronales en el denominado Deep Learning.

La suma de todas estas circunstancias ha favorecido a que se puedan buscar otras alternativas en la robótica 4.0 con las que solucionar los problemas de los cultivos.

Tipos de robots y qué trabajos realizan los robots agrícolas

Existen dos tipos de robots agrícolas, los aéreos y los terrestres, y por falta de espacio en este artículo nos vamos a centrar en los segundos.

Se denomina robot terrestre a los dispositivos robotizados que se emplean en el campo, ya sean de interior o de exterior. Son identificados por las siglas UGV, de vehículos Terrestres Autónomos.

Ejemplos de modelos de robots terrestres agrícolas

Os presentamos a Agrobot, un robot diseñado por una empresa onubense denominada Soluciones Robóticas Agrícolas. La creación de este robot ha obtenido gran éxito en el mercado estadounidense y chino, ya que son las dos mayores potencias de cultivo de fresas a nivel mundial.

Agrobot es un robot completamente autónomo. Gracias a la Inteligencia Artificial, es capaz de identificar y seleccionar las fresas que están lo suficientemente maduras como para que sean recolectadas. Posee 24 brazos robotizados con los que corta la fresa y la deposita en una caja.

A continuación os mostramos a Robotic Plus, creado por una empresa de Nueva Zelanda. Este dispositivo robotizado autónomo es capaz de recoger él sólo Kiwis durante 24h al día.

El siguiente modelo que os mostramos es Abundant Robotics, un robot autónomo que recolecta las manzanas que se encuentran en un estado óptimo de maduración.

Ahora os acercamos a Blue River Technology., una empresa que ha sido capaz de crear una máquina con un software con IA y Visión Artificial capaz de reconocer el tipo de planta que hay en el terreno. Su objetivo es identificar las malas hiervas, seleccionar el herbicida idóneo y la cantidad que requiere para eliminarla.

Robots para controlar las viñas

Vinerobot es un proyecto europeo en el que han participado la Universidad de la Rioja y de Valencia. Se trata de un robot autónomo que gracias a la Visión Artificial es capaz de controlar el estado de las viñas, además de seleccionar las uvas que se encuentran en perfecto estado.

Una empresa catalana ha diseñado Vinbot, que es una innovadora solución para el sector vitícola. Es un pequeño robot autónomo con prestaciones todoterreno que incorpora innovadoras prestaciones. Su principal finalidad es la de controlar el rendimiento de los viñedos. Lleva incorporados sensores y cámaras que capturan imágenes, y por medio de una interfaz en 3D, analiza el comportamiento de la viña.

Ahora os presentamos a HA-100, el robot agrícola de Harvest Automation. Es un robot móvil capaz de trabajar en equipo. Su finalidad es mover material, principalmente tiestos o macetas, de forma autónoma, y lo hace tanto en espacios interiores y exteriores.

RIPPA es un robot creado en Australia. Es capaz de detectar objetos extraños en los cultivos, además de controlar plagas, el momento en el que se debe fertilizar las plantaciones o de realizar una estimación del estado de la cosecha.

¿Qué impacto tiene el uso los robots 4.0 en la agricultura?

El auge de los robots destinados a la agricultura y la ganadería es tan importante que, según la Federación Internacional de Robots (IFR), son los segundos robots más vendidos a nivel mundial, después de los destinados a la seguridad y defensa.

En los dos últimos años se han multiplicado por cinco el número de proyectos y patentes de robots mecánicos que se han registrado directamente orientados al sector agrícola.

Ventajas y desventajas de la robótica agrícola en la actualidad

Son incontables las ventajas que ofrecen estos dispositivos, pero podríamos destacar entre sus mayores virtudes, la capacidad que tienen de reducir los costes de producción a la vez que de optimizar y aumentar el tamaño de las cosechas.

La agricultura de precisión favorece a que se reduzca el tiempo de cosecha, del mismo modo que el impacto medioambiental, el consumo de agua, de fertilizante y de recursos fitosanitarios. Una ventaja menos visible, pero real, es que el uso de dispositivos robotizados reducen los problemas de seguridad alimenticia.

Las grandes virtudes que poseen los robots agrícolas evidencian cuáles son sus dos principales desventajas

1. Grandes Inversiones. Sin duda hay que recalcar el elevado importe de las inversiones que hay que realizar, y hasta que no se democraticen los precios, de momento serán prohibitivos para la empresa pequeña.
2. Destrucción de empleo masivo. En España existen 800.000 personas trabajando en el sector agrícola, y aunque siempre va a ser necesaria algo de mano de obra, un gran porcentaje de este colectivo se verá involucrada en una destrucción de empleo masiva. Este acontecimiento se producirá a medio plazo, principalmente en la mediana y gran empresa, mientras que la pequeña será incapaz de sobrevivir por no poder ser competitivo en los costes de producción.

Definición y qué es la Robótica Educativa

La robótica educativa es un método multidisciplinario de aprendizaje con carácter pedagógico con la que los estudiantes diseñan y construyen robots. El objetivo de esta disciplina didáctica es introducir a los menores en la tecnología a la vez que potencian sus habilidades y desarrollan conceptos. Mientras montan y aprender a programa las máquinas, fortalecen áreas específicas del conocimiento, como puede ser la creatividad, fomentar el trabajo en equipo, el liderazgo, la resolución de problemas, el espíritu competitivo y emprendedor.

Muchos alumnos se inician en la robótica por que se preguntan cómo hacer y crear un robot de control remoto de sumo, un brazo robótico casero o simplemente porque sienten curiosidad por saber de qué materiales están hechos los robots y cómo es su arquitectura y sus partes. No hay que olvidar que detrás de los robots existe una investigación que proporciona aptitudes a los jóvenes.

Metodología STEAM en Robótica Educativa

El método de enseñanza que se utiliza en las aulas está basado en la metodología STEAM. Busca desarrollar las competencias de los niños por medio de la experiencia adquirida al realizar proyectos reales con robots programables. Forma parte del llamado «Aprendizaje Construccionista«, también llamado “Learning by doing” de John Dewey, que busca dotar de herramientas a los niños y niñas para ellos mismos participen y se involucren en la enseñanza.

Estudiar robótica educativa también es beneficioso para los niños de preescolar, aunque los beneficios se aprecian con mayor visibilidad entre alumnos de Educación Primaria y Secundaria.

Lo más recomendable es aprender en clase bajo un método didáctico, en un entorno organizado por un profesor y formando un equipo de trabajo con compañeros. Sin embargo también es posible hacerlo de forma individual. Vía online puedes encontrar gran cantidad de libros, tutoriales y manuales en pdf, así como vídeos en YouTube que favorecen el aprendizaje fuera de la enseñanza.

Si alguna vez te has preguntado cómo funciona y cómo es un robot, o simplemente cómo hacer un robot fácil y sencillo para niños que se mueva, la siguiente información sobre los kits de robots programables te va a interesar.

¿Cuál es el mejor kit de robots de montaje y software para robótica educativa?

Existen kits para construir robots caseros expresamente diseñados para niños que buscan que el aprendizaje sea ameno, divertido y gratificante. En este proceso de formación y desarrollo de prototipos de robots se van a familiarizar con todo tipo de componentes electrónicos, mecánicos y piezas de ensamblaje.

Un consejo a tener en cuenta es que cuando nos iniciamos en la construcción de artefactos robotizados, a poder ser, debemos de buscar alternativas sencillas que sirvan para que aprendan cómo se hace un robot. En proyectos más complejos, las inversiones son superiores al requerir ser automatizados y monitorizados, lo que conlleva que el precio de los componentes deje de ser económico.

Los más vendidos son los de Lego Education, con sus diferentes gamas en función de la dificultad deseada, como son Lego Wedo 2.0 y Lego MindStorms. Otra posibilidad muy recurrida son los robots de la marca MakeBlock, con las series de mBot, aunque si quieres ir más allá puedes probar con máquinas de altas prestaciones como RoboMaster S1 que te permiten competir y lanzar proyectiles.

Los softwares de lenguaje de programación para niños son muy variados y destacan por ser sencillos e intuitivos. En la actualidad los más utilizados para dar los primeros pasos son Arduino y Scratch 3.0, aunque por supuesto hay muchos más, como Picaxe o Phyton entre otros.

Tipos de robots educativos para niños

A continuación, preparamos un escueto resumen de los robots más vendidos en el mercado, entre los que destacan los animales robóticos por generar gran interés. No olvides que para que la experiencia sea gratificante y logre despertar el interés de los más pequeños, debes de comprar un robot acorde a su edad y conocimientos.

Los robots educativos se encuentran en pleno auge y es debido a la oferta de proyectos educativos que han desarrollado las instituciones. Los podemos encontrar como asignaturas en los centros e institutos de educación Primaria o Secundaria, del mismo modo que en talleres de actividades extraescolares o academias.

Fruto de esta incipiente pasión por los robots surgen torneos y competiciones a lo largo y ancho del planeta, con campeonatos mundiales que reúnen a los mejores proyectos de robótica de cada país.