Historia de la robótica

La robótica es una ciencia emergente y, por lo tanto, aún no cuenta con una estructura de estudio bien definida. Por ejemplo, algunos expertos en la materia la dividen en tres generaciones según el nivel de inteligencia o uso de los robots, mientras que otros la dividen en dos etapas: la antigua y la moderna. También hay quienes se enfocan en el estudio de la estructura de los robots en sí mismos.

Indice de Contenido

Introducción

En la época actual, es evidente la integración exitosa de la robótica en nuestra cotidianidad. Un ejemplo de su aplicación se presenta en la medicina, particularmente en el ámbito de la cirugía, donde se han logrado avances notables. Sin embargo, es importante señalar que estos logros son solo un pequeño ejemplo de los diversos campos en los que la robótica ha logrado incursionar.

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La robótica tiene una presencia en nuestra historia desde hace muchos años. Un ejemplo temprano se puede encontrar en la antigua civilización egipcia, quienes incorporaron brazos mecánicos a las estatuas de sus deidades. Estos brazos eran operados por sacerdotes, quienes afirmaban que su movimiento era la manifestación de la inspiración divina.

A título personal de EspacioHonduras, dividiremos esta categoría en las siguientes etapas:

Etapa antigua: incluye el establecimiento desarrollo y evolución de la robótica

Etapa de desarrollo industrial: puede fijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas

Etapa moderna hacia el Futurismo: incluye todo el desarrollo de la robótica combinado con la inteligencia artificial.

La definición de la robótica implica una disciplina científica que se fundamenta en diversos campos, tales como la electricidad, electrónica, física, matemáticas y ciencias de la computación. Su objeto de estudio se centra en la creación y diseño de máquinas capaces de llevar a cabo tareas que normalmente realiza el ser humano, o que requieren del uso de la inteligencia.

Etapa antigua de la Robótica

No se tiene una certeza precisa sobre el surgimiento de la robótica y los primeros robots, ya que resulta difícil trazar su origen con precisión. Según registros históricos, los primeros autómatas datan del Antiguo Egipto. Aunque estos mecanismos eran muy rudimentarios en comparación con los actuales, para su época eran considerados muy avanzados e ingeniosos, especialmente para civilizaciones con tecnología limitada.

Existen registros de algunas máquinas que eran utilizadas con fines religiosos, tales como las enormes estatuas de dioses y reyes que disparaban fuego por los ojos. También se sabe que había estatuas con brazos móviles, que eran operadas por sacerdotes, e incluso algunas que emitían sonidos cuando eran tocadas por los rayos del sol. Estos dispositivos se empleaban para infundir temor en los fieles y reforzar la creencia en las deidades. Aunque las aplicaciones de estas máquinas eran principalmente religiosas, resultan impresionantes si se considera que se utilizaron en una época en la que la tecnología era muy limitada.

Los antiguos griegos llevaron la robótica a un nivel mucho más allá de su uso en rituales religiosos. Las máquinas que crearon se basaban en la energía hidráulica, lo que les permitió fabricar una amplia variedad de autómatas. Entre sus creaciones destacan estatuas con brazos móviles, aves que imitaban el vuelo, estatuas que servían vino y puertas automáticas. Herón de Alejandría, basándose en los principios de Arquímedes, escribió un libro que describía los mecanismos utilizados en estas invenciones.

Los antiguos egipcios realizaron avances significativos en modelos matemáticos y construyeron automatismos muy complejos, como el reloj de agua. Aunque no se sabe con certeza si fue en Babilonia o en China, se tiene constancia de la existencia del ábaco ya en el período comprendido entre el 1000 y 500 a.C.

Durante el año 770 d.C., Yang Wu-Lien creó un autómata en forma de mono que extendía sus manos y clamaba por limosna. Este autómata también tenía la habilidad de guardar el dinero recolectado en una bolsa y detenerse automáticamente cuando alcanzaba cierto peso determinado.

En la Edad Media, hubo dos personajes relevantes en el campo de la invención. Alberto Magno (1206-1280) creó un autómata de hierro que le servía como mayordomo, el cual podía caminar, abrir puertas y comunicarse con los invitados, además de una cabeza parlante que podía predecir el futuro. Por otro lado, Al-Jazari, uno de los ingenieros más importantes de la historia, inventó un reloj con forma de elefante.

En la época medieval, surgieron varios autómatas que han quedado en la historia. Uno de los más famosos fue el hombre de hierro construido por Alberto Magno (1204-1282), que era capaz de caminar, abrir puertas y comunicarse con los invitados. También fue destacable la cabeza parlante creada por Roger Bacon (1214-1294). Además, Leonardo da Vinci (1452-1519) construyó un León Mecánico para el rey Luis XII de Francia, que abría su pecho con la garra y mostraba el escudo de armas real.

Etapa de Desarrollo Industrial

Podemos situar el inicio de esta época en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard creó en 1801 una máquina textil programable a través de tarjetas perforadas. Después, la Revolución Industrial impulsó el progreso de estas máquinas mecánicas.

En la Europa de los siglos XVII y XVIII, además de los autómatas religiosos, se construyeron muñecos mecánicos muy ingeniosos que presentaban algunas características de los robots. Jacques de Vaucanson, a mediados del siglo XVIII, construyó varios músicos de tamaño humano. En 1805, Henri Maillardet creó una muñeca mecánica que podía dibujar. Este dispositivo utilizaba una serie de levas como "programa" para llevar a cabo el proceso de escritura y dibujo.

En 1938, la compañía Devilviss desarrolló el primer brazo articulado o manipulador para la pintura con aerosol, creado por H. Roselund y W. Pollard. Al año siguiente, se presentaron varios avances en robótica que captaron la atención del público. Westinghouse presentó el robot humanoide Elektro y un perro mecánico llamado Sparko.

El término robot fue introducido en 1920 en una obra teatral llamada "R.U.R." o "Robots Universales de Rossum" escrita por el autor checo Karel Capek. La trama de la obra era básica: el hombre crea un robot y luego el robot mata al hombre. Es importante señalar que, en aquel entonces, la inteligencia artificial estaba avanzando en paralelo con la robótica, pero no se vislumbraba aún un uso tan extenso y combinado de ambas tecnologías como el que se ve en la actualidad.

Antes de 1970, la mayoría de los robots utilizaban actuadores hidráulicos como fuente de energía. Sin embargo, en ese mismo año, el SRI desarrolló un brazo mecánico con 6 grados de libertad accionado por motores eléctricos. También en 1970, la Universidad de Stanford presentó el Stanford Cart, un robot que podía seguir visualmente líneas en el suelo de forma autónoma y que también tenía la opción de ser controlado remotamente mediante radio.

En los años previos a la década de 1990, se evidencia que los seres humanos continúan progresando en la creación de robots, pero ahora con el fin de imitar a la propia especie, dado que las máquinas destinadas a fines industriales ya están consolidadas. Es en este punto donde se da inicio a la era de la robótica moderna, encaminada hacia una visión futurista.

La Robótica moderna hacia el Futurismo

A pesar de que se siguen desarrollando robots para usos industriales, en la actualidad se está avanzando en la combinación de la robótica con la inteligencia artificial para imitar al ser humano. En este sentido, la ingeniería mecatrónica y la carrera de robótica han cobrado gran relevancia a nivel mundial, lo que ha permitido un avance significativo en esta área. Es importante destacar que los robots modernos son cada vez más autónomos y están diseñados para realizar tareas más complejas y variadas. Además, la robótica está siendo aplicada en diversos campos, como la medicina, la exploración espacial y la educación.

En el año 2000, Honda presentó el ASIMO (Advanced Step in Innovative Mobility), un robot androide de 120 cm de altura y 43 kg de peso, que ya se encuentra disponible en el mercado (Fig. 4)27. En la actualidad, también se han creado otros robots destinados a realizar tareas de limpieza doméstica, como los plafones móviles de iRobot, que se conocen como Scooba y Roomba28, de los cuales ya se han vendido millones de unidades en Estados Unidos.

Para profundizar en esta etapa, es necesario mencionar uno de los robots más avanzados hasta la fecha, Sophia, un robot humanoide creado por la empresa Hanson Robotics con sede en Hong Kong. Sophia ha sido diseñada para adaptarse y aprender el comportamiento humano, siendo el primer robot en obtener la ciudadanía de un país. Su software permite una interacción visual con humanos y el entorno, y ha sido entrevistada públicamente por varios periodistas, manteniendo una comunicación tan natural como la de cualquier ser humano con otro.

Clasificación de los robots

Podemos clasificar a los robots de acuerdo a su tiempo de desarrollo y a su estructura física, lo que resulta en la siguiente categorización:

Por su cronología

Primera Generación: Se han diseñado robots manipuladores con el fin de eliminar el esfuerzo requerido para levantar objetos, y estos tienen aplicaciones en diversos campos. Consisten en una columna que está fija al suelo y que tiene un brazo en voladizo que incluye una pinza para sujetar objetos, y están equipados con accionamiento neumático.
Segunda Generación: Los robots de aprendizaje son aquellos que utilizan su cuerpo para adquirir habilidades cognitivas. Este proceso, denominado cognición incorporada, requiere avanzados sistemas de comunicación bidireccional entre los sensores de bajo nivel, como manos u ojos, y su procesador de alto nivel. Estos robots están equipados con sensores y hardware físico para realizar tareas humanas. Al observar la realización de una tarea humana, tratan de imitarla con movimientos similares a los del ser humano.
Tercera Generación: Los robots de control sensorizado son una clase de robots que se caracterizan por utilizar sensores para obtener información sobre su entorno y así modificar su estrategia de control. Estos robots también utilizan computadoras para ejecutar órdenes de programas que permiten al manipulador realizar los movimientos necesarios. Gracias a la información obtenida por los sensores, estos robots pueden tener un conocimiento más profundo del ambiente en el que se desenvuelven, lo que les permite adaptar su comportamiento de manera inteligente. Con esta generación de robots, surgieron los lenguajes de programación que permiten escribir los programas de control para estos dispositivos.

Según su estructura

Poliarticulados: Dentro de esta categoría se pueden hallar robots de variadas formas y disposiciones, pero su rasgo distintivo es que son esencialmente estáticos.
Móviles: Estos robots son altamente móviles y utilizan carros o plataformas para moverse, equipados con sistemas de locomoción que les permiten rodar y desplazarse con facilidad.
Androides: Estos robots tienen como objetivo imitar la apariencia y movimientos del ser humano, tanto en su totalidad como en parte. A día de hoy, los androides son dispositivos poco desarrollados y carecen de utilidad práctica.
Zoomórficos: Los robots zoomórficos se distinguen por su capacidad para moverse de manera similar a los animales. Esta categoría de robots se enfoca en imitar el comportamiento locomotor de diferentes especies animales, lo que les permite adaptarse mejor a su entorno y realizar tareas específicas de manera más eficiente. Aunque esta categoría podría incluir también a los androides, que imitan la forma humana, su principal enfoque se centra en la imitación de los movimientos de los animales.
Híbridos: Esta categoría de robots se refiere a aquellos que son difíciles de clasificar debido a que su estructura combina elementos de las categorías previamente mencionadas, ya sea mediante la combinación o yuxtaposición de características. Por ejemplo, un dispositivo con segmentos articulados y ruedas puede ser considerado tanto un robot móvil como uno zoomórfico.