La robótica es la ciencia de ingeniería y la tecnología de los robots (entendiendo al robot como una máquina capaz de realizar tareas de manera autónoma o semi autónoma), relacionada con la electrónica, la mecánica y el software. Es una ciencia cada vez más popular por desarrollar verdaderas inteligencias capaces de realizar muchas labores humanas o simplemente facilitarlas. La robótica se encarga no sólo de diseñar robots, sino también de fabricarlos, aplicarlos y disponerlos estructuralmente.
El término robot como concepto fue introducido por el escritor checo Karel Capek en su obra R.U.R publicada en 1920. En los años treinta se comenzó a difundir por Europa y luego por el resto del mundo, alcanzando gran popularidad. Hoy, el robot es descrito como una máquina programable, que puede ser móvil o articulada. El primero de ellos, llamado Unimate, fue instalado en 1961para levantar piezas calientes de metal y apilarlas.
Un robot puede funcionar con energía hidráulica, eléctrica o neumática. Los que utiliza la industria son casi todos de la primera generación de robots y su funcionamiento está totalmente limitado a la programación, sin poder realizar ningún tipo de decisión propia. Los movimientos que realizan están codificados en un programa elaborado matemáticamente o a partir de los movimientos de un instructor que se almacenan en la memoria de un ordenador. La siguiente generación de robots, salidos de laboratorios, poseen algún grado de inteligencia artificial, con la que pueden tomar decisiones lógicas. Por ejemplo, pueden encontrar el camino más corto para realizar sus tareas, luego de analizar la situación. Hoy, los robots con inteligencia artificial pueden sostener juegos de ajedrez reñidos con los grandes maestros, incluso retener más información que un médico y así ayudarle a establecer diagnósticos.
El robot, de manera práctica (llevado del concepto a la acción), nació en los años sesenta y desde entonces se ha desarrollado de manera increíble, sin presentar ningún indicio de estancamiento, lo que sugiere el increíble potencial de la robótica. Los primeros fueron desarrollados para aplicaciones industriales, espaciales y submarinas, pero de a poco fueron ganando terrenos hasta realizar tareas humanas en servicios y oficinas e incluso algunos que pueden realizar tareas del hogar. Los robots representan una opción más barata, precisa y confiable que los humanos en numerosos trabajos. Además, son ideales en las labores que representan un riesgo para una persona. Sus usos más frecuentes son en fabricación, ensamblaje, empaquetamiento, transporte, exploraciones espaciales y terrestres, cirugía, armamento, investigación de laboratorio, seguridad y producción masiva de productos industriales y de consumidor.
Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.
Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots.
Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la .
En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘ el programa ’ para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción . Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y otros.
El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión depotencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de laindustria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50’s. La investigación en inteligenciaartificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías.
No obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado por varias narraciones de .
Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum’s Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al ingles se convirtió en el término robot. Dicha narración se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan una sustancia química que es similar al protoplasma. Utilizan ésta sustancia para fabricar robots, y sus planes consisten en que los robots sirvan a la clase humana de forma obediente para realizar todos los trabajos físicos. Rossum sigue realizando mejoras en el diseño de los robots, elimina órganos y otros elementos innecesarios, y finalmente desarrolla un ser ‘ perfecto ’. El argumento experimenta un giro desagradable cuando los robots perfectos comienzan a no cumplir con su papel de servidores y se rebelan contra sus dueños, destruyendo toda la vida humana.
Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el acuñamiento del término Robótica. La imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.
Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de la Robótica, y son:
Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
Consecuentemente todos los robots de Asimov son fieles sirvientes del ser humano, de ésta forma su actitud contraviene a la de Kapek.
A continuación se presenta un cronograma de los avances de la robótica desde sus inicios.
FECHA
DESARROLLO
SigloXVIII.
A mediados del J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas de música
1801
J. Jaquard invento su telar, que era una máquina programable para la urdimbre
1805
H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos.
1946
El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que
podía registrar señales eléctricas por medio magnéticos y reproducirlas para
accionar un máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952.
1951
Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores de control remoto)
para manejar materiales radiactivos. Patente de Estados Unidos emitidas para Goertz (1954) y Bergsland (1958).
1952
Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo.
El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer- Aided Manufacturing).
1978
Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assambly) para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors.
1979
Desarrollo del robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic
Assambly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA comerciales se introdujeron hacia 1981.
1980
Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina
el sistema era capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones
fuera de un recipiente.
FECHA
DESARROLLO
1981
Se desarrolló en la Universidad de Carnegie- Mellon un robot de impulsión
directa. Utilizaba motores eléctricos situados en las articulaciones del manipula dor sin las transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots.
1982
IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarro
llo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo
constituido por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo también para programar
el robot SR-1.
1983
Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un sistema de montaje
programable adaptable (APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el empleo de robots.
1984
Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran
programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora
