El increíble mundo de la robótica y su prometedor futuro

INTRODUCCIÓN

En cuanto nos topamos con la palabra robot tendemos a imaginar una estructura metálica con brazos y piernas de aspecto humano realizando tareas para ayudarnos. Sin embargo, en términos reales se trata simplemente de una máquina operada externamente o mediante un controlador integrado y no necesariamente se parece a un ser humano. Técnicamente, la robótica es una rama de la Ciencia y la Ingeniería que se ocupa del diseño, construcción y operación de robots, así como de sistemas informáticos para su control, retroalimentación sensorial y procesamiento de información.

Curiosamente, el concepto es casi tan antiguo como las colinas, ya que el primer robot data del año 350 a. C., construido con forma de pájaro mecánico, por un matemático griego llamado Arquitas. Aunque el término se acuñó hace mucho tiempo, el potencial real de la robótica totalmente autónoma se hizo realidad en la segunda mitad del siglo XX.

Aplicaciones de robótica

El objetivo principal de la robótica era simplemente realizar una serie de tareas complejas, principalmente en fábricas con piezas de robots, pero ahora se ha extendido a muchos campos. Hoy en día podemos encontrar las siguientes aplicaciones industriales de la robótica:

Militar

No hace falta decir que las operaciones militares implican un alto nivel de riesgo y, por tanto, tiene sentido utilizar máquinas para salvar vidas humanas. Hay muchas variedades de robots militares, a saber, UAV (vehículos aéreos no tripulados, también conocidos como drones), UGV (vehículos terrestres no tripulados) y UUV (vehículos submarinos no tripulados). Se utilizan para localizar terroristas y lanzar ataques. Incluso hay robots de cuatro patas para transportar armas pesadas y municiones.

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Educación

Muchas escuelas e institutos están utilizando robots para educar e involucrar a los estudiantes en programas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas). Hay muchos kits disponibles para los estudiantes a través de los cuales pueden aprender mucho sobre robótica. Además, a los niños con autismo y otros trastornos del comportamiento también les resulta más cómodo interactuar con robots y adquirir conocimientos sobre diferentes temas.

Asistencia médica

Se están desarrollando varios tipos de robots para su uso en hospitales para ayudar a los médicos y enfermeras en el cuidado de los pacientes. Existen robots que pueden desinfectar un lugar, atender las necesidades de los pacientes e incluso eliminar elementos no deseados del cuerpo sin cirugía. También existe un robot llamado da Vinci que ayuda a realizar cirugías con precisión que son difíciles de realizar manualmente.

Agricultura

En los campos agrícolas se utilizan muchos robots pequeños equipados con cámaras y sensores. Exploran los campos y detectan malezas y otros tipos de infecciones. Los sensores ayudan a aplicar el spray sólo en las zonas afectadas, protegiendo así el medio ambiente de la liberación de sustancias químicas nocivas al aire.

Fábrica

Evidentemente, se están equipando robots industriales a gran escala en fábricas que construyen equipos pesados. Factores como el crecimiento poblacional negativo en determinados países, el desinterés de la población activa más joven por dedicarse al trabajo fabril y la eficiencia de las piezas robóticas para ahorrar tiempo están determinando el aumento del uso de robots industriales. El ejemplo más común que se puede citar aquí son las fábricas de automóviles que construyen automóviles utilizando piezas robóticas junto con trabajadores humanos.

Espacio

Varios países han construido sus propios robots espaciales con diversas formas y tamaños para explorar el espacio. Algunos de ellos ni siquiera pueden controlar su propio peso en la Tierra, pero trabajan eficientemente en el espacio y con excelente destreza. Como no hay gravedad y ciertas situaciones son un desafío para la supervivencia, estos robots pueden reemplazarse fácilmente en el espacio para capturar videos y realizar otras tareas rutinarias.

tipos de robots

Desde pesadas máquinas metálicas con cables conocidas como superrobots hasta pequeños dispositivos conocidos como nanobots, el campo de la robótica ha sido ampliamente explorado. A continuación se enumeran las variedades de robots que se han diseñado recientemente. Veamos la lista de algunas formas interesantes de robots:

Exoesqueletos: Es una tecnología donde un traje electrónico ofrece movimiento de extremidades y mayor fuerza al usuario. Principalmente, se utilizan con fines militares para levantar cargas pesadas y para pacientes que sufren lesiones en la columna.

Ejemplo: Ekso Bionics ha desarrollado trajes ekso de cuerpo completo que pueden ser utilizados por personas que sufren un derrame cerebral o una lesión de la médula espinal para recuperarse. Originalmente desarrollados para DARPA para uso de soldados, estos trajes también se utilizan en varias clínicas de rehabilitación para pacientes con debilidad en las extremidades inferiores.

Robots humanoides: Son robots que tienen un cuerpo similar al humano que contiene una cabeza, dos brazos, un torso y dos piernas. Una subcategoría de humanoides se conoce como androides, que se parecen mucho a un humano en cuanto a aspectos estéticos y pueden imitar las expresiones de un humano.

Ejemplo: Atlas es uno de los robots humanoides más avanzados desarrollado por Boston Dynamics, propiedad de Google. Aunque no es un androide con piel y expresiones humanas, puede hacer muchas cosas interesantes. Puede caminar sobre la nieve y reequilibrarse como nosotros, abrir puertas, levantar cajas e incluso sentir los objetos que tiene delante.

Robots animales: la robótica bioinspirada es una categoría relativamente nueva de robótica en la que las características biológicas naturales de los seres vivos se replican en forma de modelos robóticos inspirados en animales. Se observan las características de los animales, como la forma en que saltan, trepan, caminan o se arrastran, y luego se hacen esfuerzos para repetirlas en una configuración de máquina.

Ejemplo: Hay un robot llamado Cheetah desarrollado por Boston Dynamics que puede galopar a más de 46 kilómetros por hora. El MIT desarrolló un robot similar con el mismo nombre, que puede detectar obstáculos y saltarlos mientras corre a 21 kilómetros por hora. Robots de rescate: uno de los usos más lógicos y sensatos de los robots es desplegarlos en situaciones de gestión de desastres para operaciones de rescate. Se necesita mucho coraje y también esfuerzos para buscar y salvar a las víctimas durante un desastre provocado por el hombre o el hombre. Aunque ha habido casos en los que se han asignado robots para operaciones de rescate, no han funcionado según las expectativas. Todavía se considera una tecnología emergente, ya que hay muchos desafíos que enfrentar.

Nanorobots: estos pequeños dispositivos están diseñados para realizar tareas repetitivas con precisión en dimensiones nanométricas de unos pocos nanómetros o menos. Se aplican en el montaje y mantenimiento de sistemas sofisticados o en la construcción de dispositivos, máquinas y circuitos a nivel atómico o molecular. Además, también pueden equiparse en el sector sanitario para administrar medicamentos, destruir células cancerosas, etc.

Ejemplo: Un grupo de físicos de la Universidad de Mainz, Alemania, diseñó el motor más pequeño del mundo a partir de un solo átomo. Convierte la energía térmica en movimiento a la escala más pequeña jamás vista.

Swarm: La robótica Swarm es como imitar a un grupo de insectos u hormigas en forma de pequeños dispositivos que se arrastran juntos y forman determinados diseños. Se pueden utilizar en ámbitos como la agricultura, tareas de rescate u operaciones militares.

Ejemplo: La Universidad de Harvard desarrolló un enjambre de 1.024 pequeños robots que podían crear ciertas formaciones como alfabetos, estrellas de cinco puntas y otros diseños complejos sin ninguna inteligencia central.

Desafío de robótica DARPA

El DARPA Robotics Challenge, es decir, DRC, fue llevado a cabo por la Agencia de Defensa de EE. UU. DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa), que duró de 2012 a 2015. La idea era desarrollar robots semiautónomos que pudieran ayudar en operaciones robóticas de rescate. entorno diseñado por el hombre. Muchos equipos participaron en la competición, pero sólo tres de ellos lograron completar las 8 tareas. El primer premio lo ganó el equipo KAIST con su robot DRC Hubo, seguido por los subcampeones IHMC y Tartan Rescue en segunda y tercera posición, respectivamente.

Las tareas asignadas a los robots incluyen conducir un vehículo, caminar a través de escombros irregulares, limpiar escombros, girar válvulas, conectar mangueras, abrir puertas, perforar agujeros y subir escaleras. Aunque son fáciles para los humanos, lo mismo resulta sumamente complicado para los robots. Se necesitan cientos y miles de líneas de codificación para que el robot dé un solo paso. Además, el ser humano empezó a caminar después de varios años de evolución e incluso ahora, cuando nace un niño, se necesita más de un año para poder caminar perfectamente. Por lo tanto, aún quedan muchos desafíos y obstáculos que enfrentar.

Conclusión

Hoy en día existen muchos robots que tienen una variedad de formas, tamaños y estructuras, pero todos están sujetos a ciertos desafíos. Por ejemplo, los robots que participaron en el concurso DARPA eran eficientes en tareas similares a las humanas, pero no tenían un sistema adecuado para percibir su entorno y simplemente seguían las instrucciones del operador. Luego están los minirobots como Darwin, desarrollado por ROBOTIS, que son bastante hábiles para caminar, jugar al fútbol e incluso levantarse después de una caída, pero no pueden usarse en aplicaciones que requieran fuerza física. También hay un robot llamado Cozmo de Anki que incluso puede expresar sentimientos y jugar, pero es sólo para entretenimiento.

De cara al futuro, hay ciertas implicaciones de la robótica que es necesario discutir. Durante mucho tiempo se ha pensado que el desarrollo y despliegue de robots eliminará numerosos puestos de trabajo de la fuerza laboral humana. Sin embargo, Sherry Turkle, profesora del MIT, afirma que los robots no son sustitutos, sino compañeros de los humanos y que su desarrollo prefiere generar empleos.

Otra preocupación es que necesitamos establecer un límite a la naturaleza de las tareas asignadas a los robots. Es lógico utilizarlos en lugares demasiado peligrosos para el acceso humano, pero también plantea una gran pregunta: si algo sale mal, ¿quién será el culpable? Sin duda, la tecnología siempre ha ofrecido innumerables beneficios y juega un papel importante en nuestras vidas, pero es igualmente importante decidir los límites de su uso.