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Robots: qué son, funcionamiento y modelos. ¿Nos sustituirán?

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Analizamos qué son los robots, cómo se clasifican, qué saben hacer y para qué se utilizan hoy en día. Por cierto son máquinas programables que reemplazarán a los humanos en muchos trabajos, sin embargo todavía quedan muchas cuestiones abiertas

Actualizado el 14 Feb 2024

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Robots: qué son, funcionamiento y modelos. ¿Nos sustituirán?

La definición de robots puede sonar un poco reductiva pero, de hecho, un robot es una máquina programable capaz de realizar una serie de acciones/actividades complejas a la par de (o más bien con) un ser humano.

Índice de temas

Qué es un robot

En el imaginario común identificamos a los robots como máquinas de hardware también equipadas con un componente de software, pero en realidad hoy en día el término también se refiere a la rama de agentes virtuales y sistemas de software como los chatbots, que más comúnmente se llaman bots, o RPA – Sistemas robóticos de automatización de procesos (esencialmente máquinas programables que no tienen el componente de hardware).

El origen del término está relacionado con el escritor checo Karel Čapek que usó la palabra robot (por sugerencia de su hermano Josef) por primera vez en 1920 en la obra titulada RUR (Rossumovi Univerzální Roboti – Robots universales de Rossum) donde aparecía un humanoide imaginario, identificado como un robot para recordar la palabra checa robota, que literalmente significa “trabajo esclavo” (era un trabajo que los sirvientes tenían que ofrecer a sus amos durante un período. No se refería a “trabajo forzoso”, en el sentido de trabajo pesado).

Un robot puede ser autónomo o semiautónomo dependiendo de sus capacidades y funcionalidad, puede actuar y/o moverse de forma independiente y estar equipado con un “sistema de control” interno, puede soportar otros sistemas y humanos, puede ser semiautónomo con un sistema de control remoto.

En cuanto a sus capacidades/funciones, un autómata podría definirse hoy como un sistema artificial capaz de llevar a cabo tareas y actividades con diferentes niveles de autonomía.

Nacimiento de la robótica (los orígenes del término)

La robótica es una rama de la ciencia relacionada con la tecnología y las disciplinas de ingeniería que se ocupa del diseño, desarrollo / construcción, operación y aplicación de todos los componentes de un robot (hardware, software, sensores).

Mientras que el término robot se atribuye al escritor checo Karel Čapek como derivación de la palabra robot, el origen del término robótica se atribuye a Isaac Asimov, uno de los escritores de ciencia ficción más destacados de cuya pluma nacieron los robots positrónicos y las tres leyes de la robótica.

Según el Oxford English Dictionary, Asimov habla por primera vez de robótica en 1941 en un cuento llamado “Liar!” (¡Mentiroso! el título original)

¿Qué significa robótica?

Según el diccionario, el término robótica se refiere a “aquel sector de las ciencias de la ingeniería que tiene como objeto el estudio y realización de robots”.

Wikipedia, la enciclopedia libre de la web, ofrece esta definición algo más extensa de robótica: “una disciplina de ingeniería que estudia y desarrolla métodos que permiten a un robot realizar tareas específicas reproduciendo automáticamente el trabajo humano”. Aunque la robótica es una rama de la ingeniería, más precisamente la ingeniería mecatrónica, incluye enfoques de muchas disciplinas, tanto de carácter humanístico, como la lingüística, como de disciplinas científicas, como biología, fisiología, psicología, electrónica, física, informática, matemáticas y mecánica”.

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Definición de robots

Un robot es una máquina que realiza actividades en lugar de los humanos.

Ser capaz de dar una definición única y decir con firmeza lo que es un robot no es sencillo, quizás también porque su elaboración, su funcionamiento y su uso implican múltiples disciplinas. Para ejecutar una automatización es necesario tener habilidades en mecánica, electrónica, informática, que hoy confluyen en la llamada ingeniería mecatrónica. Pero para poder utilizarlos en contextos cada vez más complejos y con funciones y capacidades cada vez más avanzadas (autonomía de acción, aprendizaje automático, habilidades de toma de decisiones e implementación, etc.) se hace necesario ampliar el conocimiento también a la inteligencia artificial y las materias relacionadas con la neurociencia, psicología, lógica, matemáticas, biología, fisiología, lingüística e indirectamente también a campos como filosofía, sociología y ética.

Tratemos de presentar algunas definiciones que, aunque diferentes, cada una contiene algunas peculiaridades que pueden ayudar a dar una definición más o menos amplia.

Según la definición más común de los diccionarios, los robots son versátiles estructuras mecano-eléctricas adaptables a diferentes situaciones, capaces de reproducir diversas actividades elementales, y que representan en cierto sentido la materialización significativa y tangible de un antiguo sueño del hombre. Para ellos, el hombre puede transferir la ejecución de tareas repetitivas, agotadoras o peligrosas, que requieren velocidad de movimiento, alta precisión de posicionamiento y repetibilidad de ejecución.

Según la definición dada por la Sociedad Italiana de Robótica Industrial (SIRI), “el robot es un manipulador programable multipropósito para el manejo de materiales, herramientas y otros medios de producción, capaz de interactuar con el entorno en el que tiene lugar el ciclo tecnológico de transformación relacionado con la actividad productiva”.

Una definición “útil” es la del profesor Michael Brady, fundador del Grupo de Investigación en Robótica de la Universidad de Oxford, quien describe la robótica como “la conexión inteligente entre la percepción y la acción”.

Partiendo de esto podríamos decir entonces que un robot es algo que reacciona de forma inteligente ante una situación ambiental que detecta a través de un sistema de sensores y esta reacción sirve para conseguir un determinado propósito.

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Tipos de robots en función de su autonomía

Pero, ¿para qué se puede usar un robot hoy en día? Dependiendo de sus habilidades, los autómatas se pueden distinguir en robots no autónomos y robots autónomos.

Los robots no autónomos

Son aquellos que son “controlados” por software, por un programa que define a priori lo que la máquina debe hacer, o directamente por un humano (pensemos, por ejemplo, en máquinas manejadas por radio o control remoto).

Estos se suelen utilizar para tareas muy específicas (ya que están programados para realizar ciertas funciones), como rovers para la exploración de Marte o robots utilizados en la producción industrial a lo largo de líneas de montaje. Se trata de sistemas que logran realizar sus funciones, incluso moviéndose en entornos hostiles como los robots espaciales, porque están “controlados” por un programa de software determinista (que define cómo las máquinas deben “moverse” y realizar sus tareas, a menudo repetitivas como las del ciclo de producción).

Los robots autónomos

Son máquinas artificiales con un cierto grado de autonomía y consiguen elaborar respuestas, encontrar soluciones y resolver problemas en situaciones inesperadas (es decir, no programadas por el software). Estas máquinas generalmente no están programadas con soluciones de software deterministas (típicas de la informática tradicional) sino con algoritmos que utilizan diversas técnicas de inteligencia artificial (algoritmos genéticos, lógica difusa, aprendizaje automático, redes neuronales). Suelen ser sistemas móviles capaces de “percibir” el entorno circundante (a través de diversos sensores), moverse en diferentes entornos y tomar acciones y decisiones en función del contexto en el que se mueven y operan.

Un ejemplo muy común de este tipo de autómatas son los robots aspiradores o robots de jardín que deciden cuándo salir, qué ruta hacer y cuándo recargarse de forma autónoma.

La madurez de la inteligencia artificial es el principal impulso para la nueva generación de robots, capaces de “desarrollar de forma independiente” nuevos algoritmos para su funcionamiento.

  • Los robots de primera generación son máquinas programadas capaces de realizar solo secuencias predeterminadas de operaciones (incluso sin la presencia del hombre, pero aún sin ningún “grado” de autonomía).
  • Los robots de segunda generación son robots autónomos capaces de realizar funciones y tomar decisiones a través del aprendizaje automático que les permite enfrentarse incluso a situaciones no definidas previamente por el software.
  • Los robots de tercera generación son aquellos capaces de construir nuevos algoritmos (sin intervención humana) y verificar de forma independiente su coherencia con las tareas que tiene que realizar o los objetivos que debe alcanzar.

Todas las clasificaciones de robots

  • Según su locomoción

    • Robots terrestres: Robots móviles, vehículos autónomos
    • Robots aéreos: Drones, vehículos aéreos no tripulados (UAV)
    • Robots acuáticos: Submarinos autónomos, vehículos submarinos (UUV)
    • Robots subterráneos: Robots de minería, exploración subterránea
  • Según su aplicación

    • Robots industriales: Brazos robóticos, robots de ensamblaje
    • Robots médicos: Robots quirúrgicos, asistentes de rehabilitación
    • Robots de servicio: Asistentes domésticos, robots de atención al cliente
    • Robots militares: Drones de vigilancia, robots desactivadores de bombas
  • Según su estructura y forma

    • Robots humanoides: Robots que imitan la forma humana
    • Robots cuadrúpedos: Robots con cuatro patas
    • Robots serpenteantes: Robots que imitan serpientes para moverse
    • Robots con ruedas: Robots móviles con ruedas
  • Según su grado de complejidad

    • Robots simples: Brazos robóticos de línea de ensamblaje
    • Robots complejos: Robots autónomos de exploración espacial
  • Según su capacidad de manipulación

    • Robots manipuladores: Brazos robóticos, robots industriales
    • Robots móviles: Robots de exploración, vehículos autónomos
    • Robots estacionarios: Robots de soldadura, máquinas CNC
  • Según su nivel de interacción con humanos

    • Robots colaborativos: Cobots, robots de asistencia en la salud
    • Robots no colaborativos: Robots autónomos en la agricultura, robots industriales tradicionales
  • Según su capacidad de aprendizaje

    • Robots programados: Robots industriales tradicionales, robots manipuladores simples
    • Robots autónomos: Vehículos autónomos, robots autónomos de exploración
  • Según su fuente de energía

    • Robots con cable: Robots industriales, robots de manipulación pesada
    • Robots con batería: Robots domésticos, robots móviles, drones
  • Según su capacidad de percepción

    • Robots con sensores básicos: Robots con detectores de luz, contacto, etc.
    • Robots con sensores avanzados: Robots con cámaras, lidar, ultrasonido, etc.

Las leyes de la robótica por Isaac Asimov

Las tres leyes de la robótica aparecieron por primera vez en 1942 en un cuento de Isaac Asimov titulado “Círculo vicioso”, publicado en la revista de ciencia ficción Astounding Science-Fiction. Esta historia ayudó a cambiar la narrativa de ciencia ficción de la época, al transformar la visión de los robots que, hasta los cuentos de Asimov, eran vistos y contados como seres malvados y peligrosos para los humanos.

Los robots con cerebro positrónico, un artefacto tecnológico ficticio que opera como una unidad central de procesamiento para los androides, y los dota de cierta forma de conciencia, son protagonistas de historias nacidas de la fantasía y la pluma de Asimov, si están bien diseñados y utilizados, no son peligrosos ni un riesgo para los humanos porque responden a ciertos principios de seguridad (la primera ley de la robótica), servicio (la segunda ley de la robótica) y autopreservación (la tercera ley de la robótica) con los que se regula su comportamiento.

Esto es lo que dicen las tres leyes de la robótica:

  • Primera ley: un robot no hará daño a un ser humano, no por inacción, permitirá que un ser humano sufra daño.
  • Segunda ley: un robot debe obedecer las órdenes dadas por los humanos, siempre que tales órdenes no vayan en contra de la primera ley;
  • Tercera ley: un robot debe proteger su existencia, siempre que la protección del mismo no entre en conflicto con la primera o segunda ley.

Las tres leyes de la robótica pronto se hicieron lo suficientemente populares como para empujar a otros escritores a usarlas, aunque sin mencionarlas explícitamente, ya que Asimov era muy celoso de su creación y las consideraba propias, lo que casi hizo desaparecer las historias de robots destructivos.

En algunos de sus cuentos posteriores Asimov postula la existencia de una cuarta ley, superior en importancia a las otras tres llamada la Ley Cero.

Cómo funcionan los robots: estructura y características

Los autómatas son sistemas cada vez más complejos y clasificarlos por su generación (primera, segunda y tercera generación), o la diferencia entre autónomos y no autónomos, no es suficiente.

Para entender qué tipo y modelos de autómatas existen hoy en día (y qué veremos en el futuro en el área de la robótica), es necesario entender la estructura de los robots y cuáles son sus principales características. En principio, tienen cuatro “unidades funcionales”, es decir, deben ser vistos como sistemas complejos que tienen diferentes “órganos funcionales” (órganos mecánicos, órganos sensoriales, órganos de control, órganos de gobierno y cálculo).

Antes de ver cada uno de estos órganos, es bueno recordar la definición de robótica proporcionada por el Robotic Institute of America (RIA): “un robot es un manipulador multifuncional y reprogramable, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos programados variables, para realizar una variedad de tareas. Un robot también captura información del entorno y se mueve de manera inteligente en consecuencia”.

1. Estructura mecánica (órganos mecánicos o funciones mecánicas)

En cuanto a la definición de robótica proporcionada por el Robotic Institute of America, la estructura mecánica de un robot representa el “manipulador multifunción”. De hecho, esto es más cierto para la robótica industrial, porque si nos fijamos en la robótica de servicio (de la que hablaremos en los próximos capítulos), la estructura mecánica corresponde al sistema de movimiento y locomoción del robot.

Los órganos mecánicos se distinguen entre dispositivos para ejecutar operaciones y actividades en un lugar fijo, y dispositivos capaces de moverse. Si quisiéramos establecer un paralelismo con los órganos de movimiento de los humanos (aunque para ciertos tipos de robots puede parecer un poco arriesgado), dividiríamos los órganos mecánicos en miembros superiores (brazos mecánicos en su mayoría, pero incluyendo las llamadas extensiones end-effector, es decir, herramientas como las manos robóticas para el manejo) y miembros inferiores (no necesariamente “piernas mecánicas” , hoy solo en los robots más sofisticados, sino órganos mecánicos como ruedas, ruedas, trineos o sistemas cinemáticos).

2. Estructura sensorial

Los sistemas robóticos están equipados con una capacidad sensorial que les permite “percibir” el contexto en el que operan. No se trata de sensaciones humanas, por supuesto, sino de una estructura sensorial que permite al robot adquirir datos, tanto sobre el estado interno de la estructura mecánica (sensores propioceptivos que permiten al robot “percibir”, por ejemplo, posición y velocidad), como sobre el entorno externo circundante (sensores exteroceptivos que hacen que el robot perciba, por ejemplo, fuerza y proximidad y le den una visión artificial).

3. Estructura de control (órganos de control del robot)

Los órganos de control actúan como conectores entre la percepción y la acción y son los sistemas que aseguran que el robot realice las actividades para las que ha sido desarrollado y/o se utilice con el grado de precisión y fuerza programada.

La estructura de control está dada por actuadores (motores eléctricos, sistemas hidráulicos o neumáticos, etc.) y algoritmos de control (para el pilotaje de actuadores).

4. Estructura del gobierno (órganos de memorización y cálculo)

En este caso nos referimos a sistemas que permiten programar, calcular, verificar las actividades y trabajos realizados por máquinas robóticas. La estructura de gobierno y cálculo suele consistir en sistemas de hardware (microprocesadores, memorias, etc.) y sistemas de software (programas de aplicación, algoritmos de cálculo codificados en lenguajes de programación, estándar o dedicados).

5. Arquitectura de software y programación

La unidad de gobierno debe gestionar las operaciones a realizar por el sistema robótico sobre la base de un modelo interno del autómata (su estructura mecánica) y los datos proporcionados por los sensores. Para tener un sistema de gobierno eficaz, la arquitectura de control debe dividirse en niveles jerárquicos con los algoritmos que determinan las señales de los actuadores en la base y en el escalón más alto de la escala jerárquica la descomposición de la tarea a realizar en actividades (con el mayor grado de abstracción posible). En tal estructura jerárquica, cada nivel envía el resultado de su cómputo al nivel subyacente, que a su vez lo influye en forma retroactiva.

En cuanto a la programación de un sistema robótico, hay tres enfoques principales:

  • Teaching-by-showing: el robot es conducido a lo largo de un recorrido y aprende las posiciones alcanzadas gracias a los sensores. Después, simplemente replica esa secuencia de posiciones;
  • Robot-oriented: existe un lenguaje de programación de alto nivel con estructuras de datos complejas, variables y rutinarias;
  • Object-oriented: como en el anterior, solo que el lenguaje está orientado a objetos.

Entre los órganos de cálculo actuales también existen algoritmos y técnicas de inteligencia artificial que ayudan a elevar el nivel de independencia de los robots autónomos (por ejemplo, a través del aprendizaje automático).

6. Movimiento del robot: análisis cinemático y análisis dinámico

Como hemos visto, un robot es un sistema complejo que tiene una estructura mecánica articulada. Para que su funcionamiento se adapte a las actividades a realizar por su “comportamiento” (movimiento, operación) debe ser esquematizado en un modelo matemático que tenga en cuenta los vínculos de causa y efecto entre los diversos órganos constituyentes (órganos mecánicos, órganos sensoriales, órganos de control).

Estos modelos matemáticos pueden referirse al análisis cinemático y al análisis dinámico del movimiento del robot.

  • Análisis cinemático es lla descripción cuantitativa del movimiento de un robot (independientemente de las causas del movimiento en sí). Hay que hacer una distinción entre cinemática y cinemática diferencial: la primera trata de los vínculos entre los parámetros internos del robot (sus partes mecánicas) y su posición y/u orientación que afectan al movimiento; el segundo define las relaciones dependientes de la velocidad (para describir el movimiento del robot con más detalle).
  • El análisis dinámico estudia el movimiento de la automatización y las circunstancias que lo determinan y modifican. Los actuadores son los órganos de control que proporcionan la potencia necesaria para que un sistema robótico realice una tarea. El análisis dinámico estudia el movimiento de la automatización y las circunstancias que lo determinan y modifican. Los actuadores son los órganos de control que proporcionan la potencia necesaria para que un sistema robótico realice una tarea. Es importante diferenciar entre la dinámica y la dinámica inversa. La dinámica calcula las aceleraciones de los componentes de un robot según las fuerzas aplicadas. La dinámica inversa busca determinar las fuerzas necesarias para lograr las aceleraciones deseadas.

Ventajas de utilizar robots a nivel empresarial

La implementación de robots a nivel empresarial ofrece múltiples ventajas que pueden transformar significativamente las operaciones, mejorar la eficiencia y generar un sólido retorno de inversión. A continuación, detallamos las principales ventajas de la robotización para las empresas

Aumento de la productividad y eficiencia

Los robots pueden operar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, sin la necesidad de descansos, lo que resulta en un aumento significativo de la producción. Además, su capacidad para realizar tareas de manera rápida y precisa reduce los tiempos de ciclo y aumenta la eficiencia general de las operaciones.

Mejora de la calidad y consistencia

Los sistemas robóticos realizan tareas con una precisión y consistencia que los humanos no pueden igualar. Esto reduce significativamente la tasa de errores y defectos en la producción, y mejora la calidad general del producto y la satisfacción del cliente.

Reducción de costos operativos

Aunque la inversión inicial en robots puede ser considerable, a largo plazo, la automatización puede reducir los costos operativos. Esto se debe a la menor necesidad de mano de obra para tareas repetitivas y peligrosas, así como a la reducción de desperdicio de materiales gracias a la precisión de los robots.

Flexibilidad en la producción

Los robots modernos son altamente reprogramables y adaptativos. Esto permite a las empresas cambiar rápidamente entre líneas de producción y ajustarse a las demandas del mercado. Esta flexibilidad es crucial en un contexto que exige una rápida adaptación a nuevas tendencias y preferencias de los consumidores.

Mejora de las condiciones de trabajo

Al delegar tareas peligrosas, monótonas o físicamente exigentes a los robots, las empresas pueden mejorar significativamente las condiciones de trabajo y la seguridad de sus empleados. Esto no solo reduce el riesgo de lesiones sino que también permite reasignar recursos humanos a tareas más estratégicas y creativas.

Competitividad en el mercado

La implementación de robots puede mejorar la posición competitiva de una empresa al permitirle responder más rápidamente a las demandas del mercado, ofrecer productos de mayor calidad y operar de manera más eficiente. Esto puede traducirse en una mayor cuota de mercado y mejores márgenes de beneficio.

Innovación y desarrollo de productos

La robotización puede facilitar la experimentación y el desarrollo de nuevos productos al ofrecer la precisión y flexibilidad necesarias para prototipos rápidos y pruebas de concepto, acelerando el ciclo de innovación

Cuáles son las desventajas del uso de robots a nivel empresarial

Si bien la robotización ofrece numerosas ventajas para las empresas, es fundamental considerar también sus potenciales desventajas para tomar una decisión informada. ¿Cuáles son? Las enumeramos a continuación

Costo inicial elevado

La inversión inicial para implementar soluciones robóticas puede ser significativa. Esto incluye no solo el costo de los robots, sino también los gastos relacionados con la integración de sistemas, la infraestructura necesaria y la capacitación del personal. Para pequeñas y medianas empresas, este desembolso inicial puede ser un obstáculo considerable.

Complejidad en la integración

Integrar robots en los sistemas de producción existentes puede ser un proceso complejo, especialmente en empresas con infraestructuras antiguas o no estandarizadas. La necesidad de una compatibilidad perfecta con los sistemas actuales puede requerir modificaciones significativas o actualizaciones costosas.

Necesidad de capacitación especializada

El personal debe estar adecuadamente capacitado para trabajar con robots, lo que implica una inversión adicional en formación. Esto incluye operación, programación y mantenimiento de los sistemas robóticos. La falta de habilidades técnicas puede ser una barrera para la adopción eficiente de la tecnología robótica.

Desplazamiento laboral

Una preocupación frecuente es el impacto de la robotización en el empleo. Aunque los robots pueden asumir tareas peligrosas o repetitivas, también pueden desplazar trabajadores de sus roles tradicionales. Esto plantea desafíos en términos de reubicación laboral y puede generar resistencia por parte de los empleados.

Dependencia tecnológica

La adopción de robots aumenta la dependencia de la tecnología, lo que puede ser un riesgo en caso de fallas técnicas o ciberataques. La necesidad de mantenimiento regular y la posibilidad de interrupciones operativas debido a problemas técnicos son consideraciones importantes.

Limitaciones de flexibilidad

Aunque los robots modernos son cada vez más versátiles, todavía pueden haber limitaciones en su capacidad para adaptarse a nuevas tareas o cambios en el proceso de producción. Esto puede requerir inversiones adicionales en equipos o actualizaciones para mantenerse al día con las necesidades cambiantes de la empresa.

Consideraciones éticas y sociales

La implementación de robots también plantea preguntas éticas y sociales, como el impacto en el empleo y las implicaciones de una mayor automatización en la sociedad. Las empresas deben considerar estos aspectos al planificar la integración de robots en sus operaciones.

DOF (degrees of freedom): ¿Cuáles son los grados de libertad de los robots?

Los grados de libertad en física representan los parámetros que definen la configuración y complejidad de un sistema mecánico. En robótica, los grados de libertad indican la sofisticación y capacidad de movimiento de un robot. Los robots humanoides y animales suelen tener más de 20 grados de libertad.

Robots.
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Para entender cómo se “calculan” los grados de libertad de un robot tomemos como ejemplo uno de los robots humanoides más avanzados tecnológicamente, iCub, el robot desarrollado por el Instituto Italiano de Tecnología (el IIT de Génova).

Partiendo de la definición clásica de grados de libertad, sabemos que el número de grados de libertad de un punto material es el número de variables independientes necesarias para determinar de forma única su posición en el espacio (es decir, sus coordenadas). Suponemos que el número de grados de libertad de un sistema es igual al del número de coordenadas generalizadas necesarias para describir su movimiento.

Por lo tanto, un punto que se mueve en un espacio tridimensional, tiene tres grados de libertad (es decir, es libre de moverse hacia adelante / atrás, arriba / abajo, izquierda / derecha), y un punto que se mueve en un plano tiene dos grados de libertad.

En robótica industrial, los robots antropomórficos (brazos robóticos) suelen tener un mínimo de seis grados de libertad porque además de la posibilidad de moverse en un espacio tridimensional (por tanto con tres grados de libertad), pueden girar a lo largo de tres ejes perpendiculares (teniendo así 3 grados de libertad adicionales).

Dadas estas premisas necesarias llegamos al “pequeño” iCub, un robot que alcanza los 53 grados de libertad, que derivan de:

  • 7 grados de libertad para cada brazo robótico;
  • 9 grados de libertad para cada mano robótica (3 para el pulgar, 2 para el dedo índice, 2 para el dedo medio, 1 para el anillo acoplado y el dedo meñique, 1 para la abducción);
  • 6 grados de libertad para cada pierna robótica;
  • 6 grados de libertad para los movimientos de la cabeza;
  • 3 grados de libertad para el pecho y la columna vertebral.

Los diversos tipos de robots que se pueden comprar

Los robots son máquinas capaces de realizar trabajos autónomos en lugar del hombre. Existen distintas generaciones de robots y se destacan las diferencias entre los tipos antropomórfico, humanoide y androide. Se recomienda leer el artículo sobre los tipos de robots en el mercado para una visión más completa.

Qué es un robot industrial y para qué sirve

Un robot industrial es una máquina automatizada programable capaz de realizar tareas complejas en entornos industriales. Estos son diseñados para aumentar la eficiencia de producción, mejorar la calidad del producto y minimizar los riesgos humanos en operaciones peligrosas o repetitivas. 

Son una parte integral de la automatización industrial y juegan un papel crucial en diversas industrias, incluyendo manufactura, automotriz, electrónica, alimentos y bebidas, y muchas más.

Características Principales

Flexibilidad y reprogramabilidad

A diferencia de la maquinaria dedicada, los robots industriales pueden ser reprogramados y equipados con diferentes herramientas para realizar diversas tareas.

Precisión y consistencia

Ofrecen una alta precisión en tareas repetitivas, y aseguran una calidad constante del producto.

Capacidad de carga y alcance

Pueden manejar desde pequeños componentes hasta piezas pesadas, y trabajan en espacios confinados o en áreas extensas.

Autonomía y seguridad

Trabajan de manera autónoma y pueden ser programados para operar en entornos peligrosos, reduciendo el riesgo de accidentes laborales.

Tipos de robots industriales

Robots articulados

Tienen brazos con múltiples articulaciones y son capaces de realizar una amplia gama de movimientos. Son comúnmente utilizados en ensamblaje, soldadura y pintura.

Robots SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm)

Diseñados para tareas de ensamblaje de alta velocidad con movimientos en un plano horizontal.

Robots cartesianos

Operan en tres ejes ortogonales (X, Y, Z) y son utilizados para tareas de pick and place, ensamblaje y CNC.

Robots paralelos

También conocidos como robots delta, son utilizados en aplicaciones que requieren alta velocidad y precisión, como el empaque de productos.

Robots colaborativos (Cobots)

Diseñados para trabajar en colaboración con humanos en un espacio compartido sin la necesidad de cercas de seguridad tradicionales.

Para qué puede utilizarse

Ensamblaje

Realizan tareas de ensamblaje de componentes en líneas de producción automatizadas.

Soldadura

Utilizados para soldadura por puntos y soldadura por arco, mejorando la precisión y la calidad de las soldaduras.

Pintura

Automatizan el proceso de pintura, ofreciendo acabados uniformes y reduciendo la exposición humana a vapores peligrosos.

Inspección de calidad

Equipados con cámaras y sensores, realizan inspecciones visuales para asegurar la calidad del producto.

Manipulación de materiales

Desde la carga y descarga de piezas hasta el empaque y paletizado, mejoran la eficiencia del manejo de materiales.

Consideraciones para la implementación

Análisis de costo-beneficio

Evaluar la viabilidad económica considerando la inversión inicial, el ahorro en costos laborales y los potenciales incrementos en producción.

Capacitación y cambio organizacional

Invertir en la capacitación del personal para la operación y mantenimiento de robots, así como gestionar el cambio organizacional que conlleva la automatización.

Integración de sistemas

Asegurar que los robots puedan integrarse de manera efectiva con los sistemas de manufactura existentes y las tecnologías de la información.

Robots antropomórficos, humanoides y androides, las diferencias

Brazo robótico

Los sistemas antropomórficos son robots que imitan las habilidades humanas como caminar, mover los brazos, ver y desplazarse en lugares físicos. Esta categoría de robots incluye humanoides y robots industriales, como los brazos robóticos utilizados en la industria.

Robot NAO

Los humanoides son robots autónomos con apariencia humana (se parecen a los humanos porque tienen un cuerpo con cabezas, brazos y piernas o ruedas que se asemejan a la físico de las personas, aunque sean claramente reconocibles como robots). La investigación está desarrollando autómatas humanoides cada vez más sofisticados con tecnologías avanzadas que dan a estas máquinas capacidades cognitivas y sensoriales.

Robot Sophia

Los androides son siempre robots humanoides, como el robot Sophia (de hecho se suelen utilizar como sinónimos) aunque existe una tendencia a “fusionar” en esta categoría sistemas robóticos que no solo se asemejan a los seres humanos sino que también replican sus características pareciendo a todos los efectos una persona.

Luego también están los robots sociales (es decir, los robots de compañía) que se están afianzando cada vez más como robots domésticos que acompañan a los ancianos, los niños y toda la familia.

Robot TEMI

Desarrollado por la empresa Robotemi Global, representa una innovación significativa en el campo de la robótica humanoide personal y de servicio. Este robot autónomo está diseñado para funcionar como un asistente personal, y ofrece una amplia gama de aplicaciones/usos tanto domésticos como comerciales. Integra capacidades de inteligencia artificial (IA) para interactuar con los usuarios de manera natural y eficaz.

En cuanto a sus características, TEMI puede moverse de manera independiente en diversos entornos, evitando obstáculos y seleccionando la ruta más eficiente hacia su destino. Está equipado con una pantalla táctil de 10 pulgadas y ofrece una interfaz interactiva para videoconferencias, presentaciones multimedia y acceso a aplicaciones y servicios en línea.

temi: The Personal Robot

A su vez, gracias a su avanzada IA, puede reconocer a diferentes usuarios y personalizar sus interacciones basándose en preferencias individuales. Su capacidad de reconocimiento de voz permite a los usuarios dar comandos verbales directamente al robot. También es capaz de conectarse a dispositivos domésticos inteligentes y sistemas de automatización para controlar luces, termostatos y otros aparatos a través de comandos de voz o táctiles.

En lugares como clínicas y hospitales, TEMI se utiliza para facilitar las comunicaciones entre pacientes y profesionales de la salud, lo que permite consultas a distancia y monitoreo de pacientes sin contacto físico

Robot Pepper

Desarrollado por SoftBank Robotics, es un robot humanoide avanzado diseñado para interactuar de manera natural con las personas. Desde su lanzamiento en 2014, ha sido adoptado por diferentes áreas y sectores,que van desde el comercio minorista y la hospitalidad hasta la atención médica y la educación; gracias a su capacidad para comunicarse con los usuarios a través del habla y el reconocimiento de emociones.

Puede interactuar de manera intuitiva con las personas, utilizando movimientos y gestos naturales. Su cabeza está equipada con cámaras y sensores le permite identificar y responder a la presencia humana. 

Además, al utilizar análisis de voz y reconocimiento facial, es capaz de interpretar las emociones principales de las personas y adaptar su comportamiento para mejorar la interacción. A eso se le suma su capacidad de hablar múltiples idiomas y su pantalla táctil en el pecho para facilitar la comunicación no verbal

Aunque su movilidad es limitada en comparación con otros robots, Pepper puede desplazarse de manera autónoma en entornos controlados y navegar entre grupos de personas.

Pepper: El robot humanoide que detecta tus emociones

Robot Ibuki

Es un proyecto desarrollado por investigadores de la Universidad de Osaka y ATR (Advanced Telecommunications Research Institute International) en Japón. Forma parte de un esfuerzo continuo en el campo de la robótica para crear robots que puedan interactuar de manera más natural y emotiva con los humanos, especialmente en contextos de asistencia y compañía.

Presenta una apariencia similar a la de un niño, con características faciales expresivas diseñadas para facilitar una interacción más natural y emotiva con los humanos. Su diseño busca fomentar un vínculo emocional y una comunicación intuitiva.

A diferencia de otros humanoides que caminan, Ibuki se mueve utilizando una base de ruedas. Esto le permite desplazarse de manera estable en entornos interiores, aunque con limitaciones en cuanto a la movilidad en terrenos irregulares o escaleras.

Equipado con sensores y cámaras,  puede reconocer rostros, interpretar expresiones faciales y responder a estímulos visuales y auditivos. Esto le permite interactuar de manera más significativa con las personas a su alrededor. Además, es capaz de comunicarse mediante voz y puede utilizar gestos y expresiones faciales para transmitir emociones y 

Su diseño y las capacidades sugieren su uso potencial en entornos educativos, como herramienta de apoyo en el aprendizaje, o en contextos de asistencia, proporcionando compañía y soporte emocional a personas que podrían beneficiarse de la interacción social, como ancianos o individuos con necesidades especiales

Qué dice la ONU sobre los Robots 

La ONU ve en los robots y la inteligencia artificial (IA) herramientas poderosas para enfrentar desafíos globales y alcanzar los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). En recientes eventos y cumbres tecnológicas, se destacó el potencial de la robótica y la IA para mejorar la vida humana y facilitar la consecución de los objetivos globales para 2030.

Robots humanoides, como Sophia y Nadine, demostraron capacidades para realizar tareas humanas, como el cuidado de adultos mayores y enfermos, y fueron presentados como ejemplos de cómo la tecnología puede contribuir positivamente a la sociedad.

En la cumbre “AI for Good” organizada en Suiza, se reiteró la importancia de establecer normas que aseguren que estas tecnologías se utilicen para el bienestar humano sin poner en peligro a la sociedad. La conferencia enfatizó la necesidad de una colaboración efectiva entre humanos y máquinas para lograr grandes avances y abordar problemas globales como el hambre y el cambio climático.

Por otro lado, la ONU subrayó la necesidad de establecer límites en el desarrollo de la IA para garantizar que beneficie a todos. Esto incluye asegurar que la IA sea transparente, segura, y controlada por humanos responsables. En esa dirección, la organización creó un organismo asesor global compuesto por 39 miembros para evaluar los riesgos de la IA y formular propuestas sobre cómo la cooperación internacional puede ayudar a enfrentar esos desafíos. Este organismo busca promover una conversación global multidisciplinaria sobre la gobernanza de la IA, incluyendo a varias partes interesadas​​.

Por otro lado, los Estados miembros de la UNESCO aprobaron el primer marco ético sobre inteligencia artificial, que establece valores y principios comunes para guiar el desarrollo saludable de la IA, enfocándose en la protección de datos personales, la prohibición de sistemas de calificación social y vigilancia masiva, y el fomento de una IA que contribuya positivamente a la sociedad y al medio ambiente​​.

Características y diferencias entre un Bot y Chatbot 

La distinción entre un “bot” y un “chatbot” se centra en sus funcionalidades y aplicaciones específicas, aunque ambos términos, a veces, se usan de manera intercambiable. Entender sus diferencias es clave para determinar cómo pueden servir mejor a los objetivos de su negocio.

Bot

Un bot es un software automatizado diseñado para ejecutar tareas específicas de manera autónoma. Pueden realizar una amplia gama de actividades, desde indexar páginas web hasta automatizar respuestas en plataformas de redes sociales. Son programados para llevar a cabo sus funciones sin intervención humana directa, basándose en un conjunto de algoritmos que les permiten interactuar con sistemas de datos, aplicaciones o usuarios.

Características principales:

-Automatización de tareas repetitivas o sencillas.

-Pueden operar en una variedad de plataformas como páginas web, aplicaciones móviles y plataformas de redes sociales.

-Capacidad para procesar y analizar grandes volúmenes de datos.

-No necesariamente interactúan con usuarios humanos en un formato de conversación.

Uso o aplicaciones comunes

-Bots de búsqueda que indexan el contenido de internet para motores de búsqueda.

-Bots de redes sociales que automatizan publicaciones o interacciones.

-Bots de trading que ejecutan operaciones en los mercados financieros basándose en algoritmos.

Chatbots

Es un tipo de bot específicamente diseñado para simular conversaciones con usuarios humanos, ya sea a través de texto o voz. Utilizando inteligencia artificial (IA) y procesamiento de lenguaje natural (PLN), pueden entender y responder a las consultas de los usuarios en un formato interactivo y natural.

Características Principales

-Capacidad para interactuar en lenguaje natural con usuarios.

-Aplicación de inteligencia artificial y aprendizaje automático para mejorar la comprensión y generación de respuestas.

-Integración con plataformas de mensajería, sitios web y aplicaciones móviles para proporcionar asistencia o información.

Uso o aplicaciones comunes

-Servicio al cliente automatizado para responder preguntas frecuentes o guiar a los usuarios a través de procesos.

-Asistentes virtuales personales que ayudan con tareas como establecer recordatorios o buscar información en línea.

-Herramientas de comercio electrónico para asistir a los clientes en el proceso de compra.

Diferencias Clave

Principal diferencia entre un Bot y un Chatbot

La principal diferencia entre un bot y un chatbot radica en su interfaz y método de interacción. Mientras que un bot puede funcionar sin interactuar directamente con los usuarios humanos y se enfoca en la automatización de tareas, un chatbot está específicamente diseñado para comunicarse con las personas, imitando el flujo y estilo de una conversación humana.

Para los negocios, la elección entre implementar un bot o un chatbot dependerá de las necesidades específicas de la empresa. Si el objetivo es automatizar procesos internos o tareas que no requieren interacción humana, un bot puede ser la solución adecuada. Por otro lado, si se busca mejorar la experiencia del cliente mediante la provisión de soporte interactivo, un chatbot sería más beneficioso.

La Tercera revolución

En paralelo, ese mismo año más de cien expertos en Inteligencia Artificial le escribieron a la ONU solicitándole casi en carácter de urgencia que se prohíban las armas autónomas letales para evitar lo que ellos llamaron en esa carta una “tercera revolución”.

Allí, más de 116 fundadores de compañías de robótica e Inteligencia Artificial, entre ellos el cofundador de Tesla, Elon Musk, expresaron: “Las armas letales autónomas amenazan con volverse la tercera revolución en la guerra. Una vez sean desarrolladas, permitirán que el conflicto armado se luche a una escala mucho más grande que nunca y en escalas de tiempo mucho más rápidas que los humanos pueden comprender”. Y añadieron: “Estas pueden ser armas de terror, armas que déspotas y terroristas usen contra poblaciones inocentes y armas desarrolladas para comportarse de maneras indeseables”.

En marzo de 2021, un informe de la ONU alertó sobre el posible primer ataque con drones autónomos en Libia. Esto muestra que las amenazas de robots asesinos podrían convertirse en una realidad. Además, la mayoría de los países en el acuerdo “Convención sobre Ciertas Armas Convencionales” acordaron buscar restricciones para estos robots. Solo Estados Unidos y Rusia se opusieron, ya que están involucrados en el desarrollo de estas armas.

Sobre los robots asesinos, António Guterres, el secretario General de ONU, fue contundente: “Digámoslo como es: la perspectiva de máquinas con el criterio y el poder para acabar con vidas humanas es moralmente repugnante”. En ese sentido, reconoció que la tecnología militar era una “amenaza directa” en contra de la paz y la seguridad. Especialmente por su capacidad automática de “poder selecciones y atacar a víctimas” sin la ayuda del hombre.

Cuestiones éticas de los robots 

Cómo mencionábamos anteriormente, dentro de la robótica hay una serie de temas éticos que tienen que ver con la seguridad humana y la integridad física y medioambiental. Año tras año, van apareciendo nuevas soluciones y herramientas vinculadas a la Inteligencia Artificial, el Machine Learning y la Automatización. Una realidad que invita a expertos, empresas y Gobiernos a plantear ciertas consideraciones en pos del bienestar general.

Qué es la ética de un robot 

Muchos conocen este término como “roboética”. El término, para explicarlo sencillamente, se utiliza para referirse a los inconvenientes éticos que ocurren con los robots y cómo deben diseñarse para que éstos actúen “éticamente”. Bajo esta mirada, se presupone, de alguna forma, que a largo plazo los robots podrían representar una amenaza para los humanos y que algunos podrían ser “problemáticos”.

Por eso, con el objetivo de garantizar la seguridad de la raza humana, investigadores de diversas áreas están comenzado a abordar estas cuestiones que tiene vínculos estrechos con las preocupaciones legales y socioeconómicas.

Qué derechos tiene un robot 

Según el sitio especializado Investigación y Ciencia, dentro de este dilema ético que se plantea, el robot sería un objeto pasivo o instrumental. Nunca sujeto. “Esto se traduce en que el robot no posea ningún derecho, aunque sea objeto de una disposición legislativa”, dicen. De todos modos, todavía es una cuestión que se está discutiendo, puesto que es un tema bastante reciente y que, hace décadas, quizás estaba más vinculado con las películas de ciencia ficción que otra cosa.

Por su parte, Alfonso Celotto, Doctor en derecho constitucional y derecho público que escribió el libro “Derechos de los Robots”, explica que tradicionalmente la regulación jurídica ha considerado a las máquinas solamente como “objeto” de derechos, en el sentido de que las leyes y reglamentos han regulado propiedad, posesión, responsabilidad y traspaso de las máquinas usadas como herramientas.

Sin embargo, remarca que hoy “las máquinas se han vuelto cada vez más avanzadas. La disponibilidad de cantidades enormes de datos y de ordenadores cada vez más veloces ha llevado al desarrollo de máquinas dotadas de una nueva forma de inteligencia, no humana. Es decir, dotadas de algoritmos de inteligencia artificial, que permiten el procesamiento de datos y un autoaprendizaje de alguna manera autónomos”.

En ese sentido, se plantea el problema de decidir si las máquinas pueden ser sujetos con derechos, no solo objetos. Tal vez en la clasificación de Aristóteles, los robots ya no pueden ser clasificados solo como instrumentos sin vida, sino también como instrumentos con vida. En ese sentido, se plantea el problema de decidir si las máquinas pueden ser sujetos con derechos, no solo objetos. Tal vez en la clasificación de Aristóteles, los robots ya no pueden ser clasificados solo como instrumentos sin vida, sino también como instrumentos con vida.

Amenazas posibles en contra del ser humano 

  • Los robots pueden ser “pirateados” y ser dominados por un atacante
  • Los robots pueden ingresar a zonas restringidas
  • Extraer información sensible.
  • Los robots podrían atentar contra la seguridad humana causando accidentes por mal funcionamiento. Por ejemplo, los coches autónomos de Tesla.
  • Riesgos laborales. Especialmente los robots industriales.

Ley y sanciones para los robots 

Como mencionábamos en un comienzo, las primeras “leyes” para robots fueron escritas por el reconocido novelista de ciencia ficción Isaac Asimov en la década del 40. Un escritor de cuentos realmente exitoso.

Dentro de la historia reciente, el Consejo de Investigación de Artes y Humanidades y el Consejo de Investigación de Ingeniería y Ciencias Físicas (pertenecientes al Reino Unido) hicieron público un listado de cinco “principios éticos” apuntado a usuarios, constructores y diseñadores en el mundo real. Estas fueron elaboradas en el 2010 y dicen que:

  1. Los robots no deben diseñarse única o principalmente para matar o dañar a los seres humanos.
  2. Los seres humanos, no los robots, son agentes responsables. Los robots son herramientas diseñadas para lograr los objetivos humanos.
  3. Los robots deben diseñarse de manera que garanticen su seguridad y protección.
  4. Los robots son artefactos; no deben diseñarse para explotar a los usuarios vulnerables provocando una respuesta emocional o dependencia. Siempre debería ser posible distinguir un robot de un humano.
  5. Siempre debería ser posible averiguar quién es legalmente responsable de un robot.

En una misma línea, el pionero en el desarrollo de la robótica simple, Mark W. Tilden, también expuso sus tres reglas para los robots. ¿Cuáles son?

  1. Un robot debe proteger su existencia a toda costa.
  2. Un robot debe obtener y mantener el acceso a su propia fuente de energía.
  3. Un robot debe buscar continuamente mejores fuentes de energía.

Impacto de los robots en el mundo laboral 

En los últimos tiempos, el término Industria 4.0 ha ganado importancia en el mercado laboral. Básicamente, se refiere a una forma nueva de producir utilizando tecnologías 4.0, como el Big Data, la IA, la automatización y la conectividad. Estas herramientas han provocado grandes cambios en las fábricas, acelerando y optimizando procesos gracias a la transformación digital y la robótica.

Según el BID, casi la mitad de los empleos en EE.UU y más del 60% en Latinoamérica podrían ser automatizados en el futuro. Esto podría tener consecuencias negativas para muchas personas, ya que podrían perder sus empleos debido a este avance.

Según el BID, es importante tener políticas que identifiquen los sectores más afectados. También es necesario hacer programas de formación para que los trabajadores puedan adaptarse a nuevos empleos.

¿Reemplazará el robot al hombre?

Muchas veces nos preguntamos cual será el impacto de los robots en el futuro. Se afirma que los robots son más fiables ya que, a diferencia de los humanos, no se agotan después de trabajar durante un tiempo . Su alta precisión y disponibilidad las 24 horas los hacen más confiables para el trabajo. La aplicación de la robótica y la inteligencia artificial ha ayudado a muchas industrias a crecer y prosperar

Sí, los robots reemplazarán a los humanos en muchos trabajos, al igual que los equipos agrícolas innovadores reemplazaron a los humanos y los caballos durante la revolución industrial. Sin embargo, a raíz de estos cambios, se necesitarán humanos para crear y entregar valor de formas completamente nuevas para modelos comerciales completamente nuevos.

Particularmente en la Argentina, según una encuesta realizada por Bumeran, la mayoría de los trabajadores tiene una visión optimista sobre el impacto de la inteligencia artificial y la automatización en sus labores diarias.

Aproximadamente el 79% de los encuestados considera que estas tecnologías impactarán positivamente en su trabajo. Sin embargo, existe también un temor significativo de que con el tiempo puedan reemplazar a los humanos en el futuro: siete de cada diez personas relevadas ven como una posibilidad que las IA realicen sus tareas en el futuro. A pesar este “miedo”, un alto porcentaje de los trabajadores se está capacitando para adaptarse a estos avances tecnológicos​​.

Artículo publicado originalmente en 06 Oct 2022

Prohibida su reproducción total o parcial.

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