REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”
SEDE BARCELONA
INGENIERÍA ELCTRÓNICA

GENERACIÓN Y TIPOS DE ROBOTS

Autor: Orlando E. Rodríguez G.

CI: 24391221

Barcelona, OCTUBRE 2021

 introducción
En todo lo que va de la historia de la robótica puede ser clasificada en cinco
generaciones (división hecha por Michael Cancel, director del Centro de
Aplicaciones Robóticas de Science Application Inc. En 1984). Las dos primeras, ya
las cuales se alcanzaron en los años 80 se centraron en la gestión de tareas
repetitivas con autonomía muy limitada. La tercera generación impulsó la visión
artificial en lo cual se ha avanzado mucho en los 80 y 90. La cuarta incluye movilidad
avanzada en exteriores e interiores y la quinta entraría en el dominio de la
inteligencia artificial en lo cual se está trabajando actualmente.
Los tipos de robots que antaño sonaban a pura ciencia ficción ahora son tecnología
cada vez más real, asentada entre todo tipo de industrias o de una previsión de
aceptación cada vez mayor.
Las generaciones de la robótica hacen referencia a las etapas que han atravesado
los robots a lo largo de la historia de su evolución. Cada generación de robots ha
ido avanzando en habilidades y en autonomía, pero en cada generación
observamos también que aumenta su interacción con el ser humano e incluso en
su habilidad para asemejarse a los humanos o a otros seres vivos.
Cuando hablamos de robótica, nos referimos a la disciplina científica que aborda el
estudio, concepción, diseño, construcción y operaciones de robots, así como el
software asociado que permite su funcionamiento y control. Se trata de una ciencia
muy reciente, que comienza a desarrollarse en el siglo XX, pero su evolución ha
sido impresionante y en apenas unas décadas hemos pasado de máquinas
enormes que sólo podían hacer operaciones muy simples, a robots dotados de
inteligencia artificial capaces de imitar a los seres humanos.
En la robótica, las generaciones se establecen en base al orden histórico en que se
han dado los principales logros en el desarrollo de los robots: es decir, que cada
generación viene marcada por cambios tecnológicos significativos en los robots que
marcan una diferencia muy acentuada con sus predecesores.
Primera Generación: los robots manipuladores
Esta primera generación de robots, llamada pick-and-place porque viene marcada
por robots dedicados a coger materiales y colocarlos en un determinado sitio, se
inició en la década de los años 50 del siglo XX. Se trata de robots manipuladores,
que cuentan con sistemas de control de lazo abierto: es decir, que no cuentan con
una retroalimentación para verificar que el resultado es el deseado y está libre de
errores. Son por tanto sistemas muy sencillos, que realizan tareas previamente
programadas que se ejecutan de forma secuencial.
Los robots de esta generación no tienen conocimiento del entorno donde realizan
sus tareas, sólo obtienen información muy limitada o nula de dicho entorno; poseen
un sistema de control basado en paradas fijas, por lo que son utilizados en
aplicaciones industriales en las que se necesita realizar tareas que se ejecutan de
forma secuencial, o para mover partes o piezas, pudiendo ser dirigidos por un
operador humano. Son robots usados normalmente para complementar a máquinas
industriales y que operan desde un soporte fijo.
Los robots manipuladores poseen un sistema de control muy sencillo que permite
determinar el movimiento de sus elementos terminales (brazos, herramientas, etc)
de varias formas:
* Manual: el operador controla directamente las tareas que realiza el robot.
* Con secuencia fija: el proceso de trabajo es diseñado con antelación y se repite
sin ningún tipo de variación.
* Con secuencia variable: los ciclos de tareas que realiza el robot pueden estar
sujetos a algunas variaciones.
Se trata de un tipo de robots que aún son muy usados hoy día a nivel industrial, ya
que pueden cumplir sus tareas de forma eficaz, siempre y cuando éstas sean
sencillas y repetitivas.
Segunda Generación: los robots comienzan a aprender
En esta generación, que comenzó a desarrollarse a mediados de la década de los
80 del siglo XX, los robots ya son capaces de percibir su entorno mediante sensores
especializados y disponen de sistemas de control de lazo cerrado: esto es, a
diferencia de sus predecesores poseen sistemas de retroalimentación que les
permiten comprobar el resultado y verificar que éste es el deseado. Son robots que
además son capaces de desplazarse a través de una vía fija, aunque sin salirse de
ella.
Además de poder obtener información del entorno donde realizan sus tareas, los
robots de la segunda generación son capaces de memorizar diferentes secuencias
de movimiento previamente realizadas por un humano; es decir, que pueden
aprender tareas o funciones concretas y ponerlas en práctica. Para ello, el operador
humano puede manejar el robot mediante mandos o joysticks o desplazar
directamente el brazo del robot, para que éste aprenda los movimientos y
secuencias que debe realizar.
En la actualidad estos robots de segunda generación son muy utilizados también en
la industria, sobre todo en el sector de la automoción, donde se emplean para
realizar labores de pintado de piezas mediante spray, de ensamblaje de partes, o
de traslado de piezas y componentes dentro de una cadena de montaje. También
se emplean en otros sectores industriales para tareas de soldadura, corte,
alimentación de máquinas, inyección de plásticos, etc.
Tercera Generación: los robots con sentidos
Esta generación abarca desde finales de los años 80 y toda la década de los 90 del
siglo XX, y se caracteriza porque los robots se vuelven reprogramables mediante el
uso de computadoras. También cuentan con sensores artificiales que les permiten
tener visión y tacto y que les ayudan a desplazarse de forma autoguiada, analizando
la información y los datos que reciben de los sensores mediante la computadora
que incorporan. Para ello es necesario emplear lenguajes de programación de alto
nivel, que aparecen también en esta época.
Al igual que los robots de la generación anterior poseen un control más complejo
con sistema de lazo cerrado, lo que les permite ser conscientes del entorno donde
realizan sus labores y adaptarse a éste; al volverse los robots reprogramables
gracias a las computadoras, ahora pueden realizar una variada gama de tareas que
a su vez son también controladas desde la computadora asociada al robot.
Cuarta Generación: la era de los robots inteligentes
Esta nueva generación de robots aparece en los albores del siglo XXI y está
caracterizada por el desarrollo de robots dotados de cierta inteligencia que poseen
sensores mucho más sofisticados capaces de enviar la información recopilada a sus
computadoras internas, procesarla en tiempo real mediante procesos complejos, y
actuar en consecuencia. De hecho, el progreso exponencial de la informática y la
electrónica durante los últimos años del siglo XX y principios del siglo XXI es lo que
ha permitido en buena parte la aparición de la cuarta generación de robots.
El gran desarrollo tecnológico es el que ha permitido que estos robots puedan no
sólo adaptarse a su entorno, sino también aprender de él a través de la experiencia
y mediante la denominada lógica difusa (utilizada en procesos altamente no
lineales) o las redes neuronales artificiales (modelos computacionales basados en
las neuronas), entre otros métodos utilizados que permiten mejorar la respuesta del
robot a su entorno y los cambios en él, y hacerlo en tiempo real.
Se trata de robots que, debido a estas capacidades superiores y a que son capaces
de tomar decisiones inmediatas en base a la información que obtienen, son
denominados “robots inteligentes”; además, gracias a que están dotados de
sensores inteligentes de alta tecnología pueden desplazarse libremente mediante
ruedas o incluso mediante piernas artificiales.
Este tipo de robots se comenzaron a usar inicialmente en tareas de mantenimiento
y limpieza o en la construcción, aunque hoy día cada vez más realizan otras
funciones como entretenimiento, atención a clientes, vigilancia, terapia, asistencia
en el hogar, creación de mascotas artificiales, etc. Muchos comienzan a tener ya
forma humanoide o similar, o al menos una cara identificable para interactuar mejor
con los humanos.
Quinta Generación: hacia la singularidad
La última generación de robots en realidad aún está en sus albores -algunos
expertos afirman que comenzó a desarrollarse en la última década- pero una vez
lleguen los robots de 5ª generación serán máquinas dotadas de una tecnología muy
desarrollada y con inteligencia artificial plena, capaces de usar modelos de conducta
y de imitar el pensamiento de los seres humanos, hasta el punto de que su
pensamiento no podrá distinguirse del de un humano y estos robots podrán superar
sin problemas el llamado test de Turing.
Este tipo de robots, que ya están comenzando a ser desarrollados por grandes
empresas tecnológicas que apuestan por la inteligencia artificial avanzada, estarán
dotados además de un gran nivel de movilidad adaptado a sus tareas, ya sea para
la interacción con humanos o para tareas de ayuda y rescate, transporte de cargas,
usos militares, etc.
En este sentido, es muy posible que los acabemos también viendo en la industria
militar aplicados a drones, pero también como robots con forma humana que ayuden
en todo tipo de trabajos, en las tareas del hogar, como acompañantes, etc. Si esta
nueva generación de robots adquiere el suficiente nivel de inteligencia artificial se
alcanzará la denominada “singularidad”: esto es, el momento en el que los robots
alcancen un nivel de inteligencia igual o superior a la de los humanos, y se vuelvan
por tanto independientes en tareas como el aprendizaje o incluso en su propia
fabricación.
Cuando se alcance la singularidad, es posible que entonces los propios robots
decidan que los humanos somos entidades inferiores o incluso prescindibles, por lo
que será necesario poner cotas a su inteligencia o adoptar medidas -quizás las
famosas Leyes de la Robótica de Asimov– que protejan a los humanos de máquinas
que serán en todo superiores a nosotros. Después de la 5ª generación, puede que
haya más generaciones de la robótica; la cuestión es: ¿seremos los seres humanos
creadores, o meros testigos de ellas? El futuro lo dirá.
Tipos de robots
* Industrial
Los robots industriales se encargan de realizar tareas que se desarrollan durante
las distintas fases de la producción industrial. Normalmente son manipulaciones
automáticas en procesos complicados y repetitivos. Son robots multifuncionales y
reprogramables ubicados en entornos altamente controlados.
* De servicios
Suelen ser dispositivos móviles, generalmente autónomos, controlados por
ordenador. Se utilizan para tareas en entornos no controlados, incluso hostiles. Su
función principal es asistir a las personas en trabajos repetitivos, peligrosos, sucios,
etc. Dentro de esta clasificación de los robots de servicio, podemos distinguir entre:
* Domésticos
Son los robots que se encargan de realizar las tareas del hogar. Ejercen trabajos
rutinarios. Este campo también incluye robots con funciones distintas, como, por
ejemplo, automatismos con aplicaciones en seguridad o vigilancia. Uno de los
robots domésticos más extendido es el Roomba de la empresa iRobot.
* Investigación
Se utilizan principalmente en laboratorios. Tienen morfologías distintas y suelen ser
equipos específicos o proyectos propios de investigación.
* Exploración
Robots móviles que se utilizan para inspeccionar y rastrear entornos. La
clasificación de los robots de exploración cuenta con los automatismos oruga o con
cadenas, los robots aéreos y los submarinos, entre otros.
* Militares
Son los que se desarrollan para cumplir acciones militares específicas. Abarcan
distintas morfologías según su función. Se utilizan para asistir a los ejércitos en sus
operaciones. Pueden ser desde robots de transporte a robots gestionados por
control remoto, artificieros, rastreadores, etc.
* Médicos
La clasificación de los robots médicos podría extenderse ampliamente. En cirugía,
por ejemplo, se trata de robots con movimientos de alta precisión que asisten a los
cirujanos durante las operaciones. Por otro lado, están aquellos automatismos que
ayudan a personas con dependencias o incluso prótesis humanas de última
generación.
Juguetes robot educativos
Su función principal es asistir en tareas educativas de una forma entretenida. Se
utilizan principalmente en escuelas e institutos. Los más conocidos son la línea
Mindstroms de Lego. Una serie de juguetes de robótica pensados especialmente
para que los niños adquieran conocimientos básicos de robótica.
Por otro lado, existen también diferentes juguetes robotizados que refuerzan
habilidades cognitivas como lectura, escritura, matemáticas o el aprendizaje de
idiomas.
 Conclusión
Como hemos visto en la clasificación de los robots por generación, la Inteligencia
Artificial es el futuro próximo. Las compañías más grandes del mundo están
invirtiendo en IA. Su objetivo, tratar de liderar el sector y poder atribuirse el
descubrimiento de tecnologías de última generación.
La Inteligencia Artificial ya está presente en muchos productos o sistemas que
usamos a diario. Vehículos con autonomía, reconocimientos de voz, de imágenes o
de biométricas, los asistentes virtuales, software de publicidad, etc. Sin duda un
sector en pleno proceso de expansión.
La robótica actualmente está en una gran progresión que de momento no tiene
límites debido a los grandes avances en la tecnología.