Robótica

Dr. Juan José Aranda AboyProfesor e Investigador

Titular

¿Qué es un Robot?

“Manipulador programable capaz de realizar diversas funciones; diseñado para ejecutar movimientos programados variables y cuyo objeto es realizar ciertas tareas” (Robot Institute of America)

“Dispositivo automático que realiza funciones ordinariamente consideradas como de los seres humanos” (Diccionario Webster)

“Máquina electrónica capaz de ejecutar de manera automática determinadas acciones y movimientos” (Gran Diccionario Larousse de la Lengua Española)

Leyes1. Un robot no puede dañar a un ser humano

o, por inacción, permitir que un ser humano resulte dañado.

2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos excepto cuando tales órdenes entren en conflicto con la Primera Ley.

3. Un robot debe proteger su propia existencia hasta donde esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

Isaac Asimov“El hombre del bicentenario”

Leyes - 2

En la vida cotidiana

• ¿Para qué sirven los robots?

• ¿De qué están hechos?

• ¿Cuál es su Arquitectura?

• Espacios de configuración

• Navegación y Planificación de movimientos

¿Problemas?

• Aprendizaje

• Estimación del estado actual

• Percepción del entorno

Fundamentos Uno de los principales objetivos de la Robótica es

construir dispositivos que actúen como seres humanos de la manera en que acostumbramos a relacionarnos los humanos

mediante gestos, expresiones faciales y palabra hablada.

Sin embargo, la construcción de estos sistemas capaces de comunicarse con nosotros mediante alternativas conceptuadas como “inteligentes” ha demostrado ser un problema altamente complejo, aún no satisfactoriamente resuelto.

Robótica

Rama de la ingeniería que estudia la construcción, el diseño y el empleo de robots en actividades industriales

Robots autónomos

Aquellos que toman decisiones propias, tomando como guía la retroalimentación que les proporcionan sus respectivos sensores físicos.

Características de los ambientes

El mundo real es:• De difícil acceso, ya que los sensores no

son perfectos y siempre percibirán mejor los estímulos mas cercanos

• No es determinístico• No es episódico• Si es Dinámico y• Continuo

Algunas tareas prácticas

• Fabricación y manejo de materiales

• Mensajeros

• Acción en ambientes peligrosos ó nocivos a la salud humana

• Rescate de víctimas de accidentes y desastres

• etc.

Características

• Percepción: Determina la relación del robot con su entorno de trabajo, mediante el uso de los sensores de a bordo.

• Razonamiento: Determina las acciones que se han de realizar en cada momento, según el estado del robot y su entorno, para alcanzar las metas asignadas.

Elementos integrantes

Efectores

Sensores

Arquitectura• Clásica

• Autómatas situados

Espacios de Configuración

• De estado

• Generalizado

• Conjuntos reconocibles

Navegación

• Descomposición en celdas

• Esqueletonización

• Planificación limitada por error

• Desplazamiento basado en marcas

• Algoritmos en línea

Robot “Araña”

Manipulación• Determinación de la trayectoria

Ejemplo de Brazo Robótico

Robots para:

• controlar plagas en la Agricultura, cosechar flores ó podar cultivos; o para trabajar en Industrias, sitios peligrosos y en tareas fatigosas y rutinarias de inspección o mantenimiento

• el diagnóstico y la terapia en la Medicina, incluidas las intervenciones quirúrgicas

• el hogar, al cuidado de la cocina, la ropa, el jardín, los niños y los adultos mayores

La Robótica es aún muy joven ...

“Existe frecuentemente una tendencia, primero a sobrevalorarsobrevalorar lo que encontramos que es ya interesante o notable; y segundo, debido a una especie de reacción natural, a infravalorar el estado real de ella, cuando descubrimos que nuestras nociones han sobrepasado aquellas que eran de verdad sostenibles”

Ada de Lovelace, 1861

Bibliografía Abidi,M.A. y González,R.C. “Data Fusion in Robotics and

Machine Intelligence”, Academic Press, 1992 Freeman, J.A. y Skapura, D.M. “Redes Neuronales: Algoritmos,

aplicaciones y técnicas de programación”, Addison-Wesley, 1993

Haralick,R.M. y Shapiro,L.G. “Computer and Robot Vision” I y II, Addison-Wesley, 1992 - 3

Pao,Yoh-Han “Adaptive Pattern Recognition and Neural Networks”, Addison-Wesley, 1989

Penrose,R. “La Mente Nueva del Emperador”, CNCT – FCE, 1996

Russell,S. y Norvig,P. “Inteligencia Artificial: Un enfoque moderno”, Prentice Hall, 1996

Fu, K.S., Gonzalez, R.C. y Lee,C.S.G. “Robotics: Control, Sensing, Vision and Intelligence”, McGraw-Hill, 1987

Conclusiones