Las tres leyes de la robótica

Una de las características principales de los autómatas es que se rigen por tres leyes fundamentales de la robótica las cuales son:

1. Un robot no puede hacer daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la Primera Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

     Estas leyes surgen como medida de protección para los seres humanos. Según  Asimov, la concepción de las leyes de la robótica quería contrarrestar un supuesto "complejo de Frankenstein", es decir, un temor que el ser humano desarrollaría frente a unas máquinas que hipotéticamente pudieran rebelarse y alzarse contra sus creadores. De intentar siquiera desobedecer una de las leyes, el cerebro positrónico del robot resultaría dañado irreversiblemente y el robot moriría. A un primer nivel no presenta ningún problema dotar a los robots con tales leyes, a fin de cuentas, son máquinas creadas por el hombre para su servicio. La complejidad reside en que el robot pueda distinguir cuáles son todas las situaciones que abarcan las tres leyes, o sea poder deducirlas en el momento. Por ejemplo saber en determinada situación si una persona está corriendo peligro o no, y deducir cuál es la fuente del daño.

     Las tres leyes de la robótica representan el código moral del robot. Un robot va a actuar siempre bajo los imperativos de sus tres leyes. Para todos los efectos, un robot se comportará como un ser moralmente correcto.

Arquitectura general de los androides

En definitiva, un robot ha evolucionado como una réplica de sus creadores, el conjunto guarda cierta similitud con nuestro propio cuerpo.

     Manos y brazos se ven reflejados en las partes mecánicas: el manipulador y la herramienta. Los músculos serían los actuadores y las terminaciones nerviosas, los reguladores.

     El cerebro (equivalente del controlador) es el encargado de enviar las órdenes a los músculos a través de las terminaciones nerviosas y de recibir información  mediante los sentidos (sensores).

     Finalmente, la manera de pensar y actuar vendría determinada por el software de control residente en la computadora.

     Todos los elementos son importantes para el buen funcionamiento del conjunto ya que son interdependientes.

     Nuestros sentidos toman información, que aprovecha el cerebro para dirigirnos correctamente a través de la calle. Este esquema es válido también para un sistema autómata.

Sensores

Los sensores del androide recogen información y la envían a la computadora para que este pueda conocer con exactitud la situación en cada instante. La computadora procesa los datos recibidos y adapta el movimiento de control realimentado, se dice que el sistema funciona en lazo cerrado.

     En cambio, un sistema no sensorizado daría lugar a un control no realimentado y, por tanto, en lazo abierto. Éstos se caracterizan por la falta de adaptabilidad al medio; o, lo que es lo mismo, ante las mismas órdenes de entrada su comportamiento será el mismo, sin tener en cuenta lo que le rodea en esos momentos.

Manipulador

La estructura mecánica del manipulador puede ser tan variada como los fabricantes que las hacen. Pero generalmente se pueden distinguir cuatro partes principales en el manipulador: el pedestal, el cuerpo, el brazo y el antebrazo.

Articulaciones

Las articulaciones entre las distintas partes rígidas del brazo pueden ser giratorias (como las del brazo humano) o deslizantes (si hay traslación de las partes). El número de elementos del brazo y sus articulaciones determinan una característica propia de cada robot. Al número de movimientos espaciales independientes entre sí se le denomina grados de libertad.

     Debido a la estructura de las articulaciones y al número de ellas existente, el brazo del robot puede llegar a alcanzar ciertos puntos del espacio, pero nunca todos. Al conjunto de los puntos del espacio que el robot puede alcanzar con su herramienta se le denomina campo de acción, y es una característica propia de cada robot.

Hay otras tres características que definen la calidad del movimiento de un robot:

·         Resolución (o precisión). Es el mínimo movimiento que puede realizar el robot expresado en milímetros.

·         Repetitividad. Es una medida estadística del error que comete un robot al colocarse repetidas veces en un mismo punto.

·         Exactitud. Es una medida de la distancia que hay entre el punto donde se ha colocado el extremo del brazo y el punto real donde debería haberlo hecho.

El controlador

Al igual que nuestro cerebro envía impulsos nerviosos a nuestros músculos para que éstos se muevan, el robot requiere que una computadora central decida qué pasos hay que seguir para llevar a cabo una tarea concreta.

     La espina dorsal del robot son los reguladores. Dependiendo del actuador utilizado, el control se realizará a través de un programa o bien mediante programa y circuitos a la vez.

Actuadores

La misión de los actuadores es alcanzar un estado determinado cuya referencia le viene impuesta por la unidad de control. Ese estado puede ser bien alcanzar una posición determinada, o bien adquirir cierta velocidad. Si son actuadores eléctricos (motores) esto se hará girando. Si son hidráulicos o neumáticos, se enviará mayor o menor presión al fluido compresor.

     Al controlador principal le interesa que su orden se cumpla exactamente y en el menor tiempo posible, sin que tenga necesidad de ocuparse de ello. Y ésta es la misión de los reguladores

Aplicaciones de los robots, androides

En la actualidad, los robots comerciales e industriales son ampliamente utilizados, y realizan tareas de forma más exacta o más barata que los humanos. También se les utiliza en trabajos demasiado sucios, peligrosos o tediosos para los humanos. Los robots son muy utilizados en plantas de manufactura, montaje y embalaje, en transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, cirugía, armamento, investigación en laboratorios y en la producción en masa de bienes industriales o de consumo.

Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, minería, búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres. Existe una gran esperanza, especialmente en Japón, de que el cuidado del hogar para la población de edad avanzada pueda ser desempeñado por robots.

Los androides imitan el comportamiento de las personas, pero su utilidad en la actualidad es de solo experimentación pues no se encuentran comercialmente.

En la actualidad, los robots comerciales e industriales son ampliamente utilizados, y realizan tareas de forma más exacta o más barata que los humanos. También se les utiliza en trabajos demasiado sucios, peligrosos o tediosos para los humanos. Los robots son muy utilizados en plantas de manufactura, montaje y embalaje, en transporte, en exploraciones en la Tierra y en el espacio, cirugía, armamento, investigación en laboratorios y en la producción en masa de bienes industriales o de consumo.

Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, minería, búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres.

Existe una gran esperanza, especialmente en Japón, de que el cuidado del hogar para la población de edad avanzada pueda ser desempeñado por robots.

Los robots parecen estar abaratándose y reduciendo su tamaño, una tendencia relacionada con la miniaturización de los componentes electrónicos que se utilizan para controlarlos. Además, muchos robots son diseñados en simuladores mucho antes de construirse y de que interactúen con ambientes físicos reales. Un buen ejemplo de esto es el equipo Spiritual Machine, un equipo de 5 robots desarrollado totalmente en un ambiente virtual para jugar al fútbol en la liga mundial de la F.I.R.A.

Además de los campos mencionados, hay modelos trabajando en el sector educativo, servicios (por ejemplo, en lugar de recepcionistas humanos o vigilancia) y tareas de búsqueda y rescate.

USOS MÉDICOS

Recientemente, se ha logrado un gran avance en los robots dedicados a la medicina, con dos compañías en particular, Computer Motion e Intuitive Surgical, que han recibido la aprobación regulatoria en América del Norte, Europa y Asia para que sus robots sean utilizados en procedimientos de cirugía invasiva mínima. Desde la compra de Computer Motion (creador del robot Zeus) por Intuitive Surgical, se han desarrollado ya dos modelos de robot daVinci por esta última. En la actualidad, existen más de 800 robots quirúrgicos daVinci en el mundo, con aplicaciones en Urología, Ginecología, Cirugía general, Cirugía Pediátrica, Cirugía Torácica, Cirugía Cardíaca y ORL. También la automatización de laboratorios es un área en crecimiento. Aquí, los robots son utilizados para transportar muestras biológicas o químicas entre instrumentos tales como incubadoras, manejadores de líquidos y lectores. Otros lugares donde los robots están reemplazando a los humanos son la exploración del fondo oceánico y exploración espacial. Para esas tareas se suele recurrir a robots de tipo artrópodo.

MODELOS DE VUELO

En fases iniciales de desarrollo hay robots alados experimentales y otros ejemplos que explotan el biomimetismo. Se espera que los así llamados nanomotores y cables inteligentes simplifiquen drásticamente el poder de locomoción, mientras que la estabilización en vuelo parece haber sido mejorada substancialmente por giroscopios extremadamente pequeños.

 EJEMPLO 

El instituto nacional de la ciencia y de la tecnología industriales avanzadas (AIST) de Japón conjuntamente con las industrias de Kawada ahora ha lanzado el humanoide de HRP-4C. Este humanoide cuenta con 1.58 metros de alto (62") y pesa 43 kilogramo = 95 libras. Puede caminar lentamente y los parecer una señora joven. Ella tiene 30 DOF y venderá para cerca de 20 millones de Yenes o $200.000.

 

KITECH (instituto coreano de la tecnología industrial) ha introducido otro androide llamado EveR-3. Ella es de 1.57 m de alto (5' 2") y pesa 135 libras (60 kilogramos) y es capaz de realizar 16 expresiones faciales. Ella tiene 35 DOF en su cuerpo superior.

a. Profesor Hiroshi Ishiguro de la universidad de Osaka ha tenido una robusteza del doppelganger hecha de se. Ishiguro es el mismo profesor que conduce el equipo que construyó el actroid (véase abajo) y el actroid DER y el actroid DER2 (demostrado arriba). Este androide tiene 46 grados de libertad.

China ha introducido a Dion llamado androide cantante. Mientras que no es casi tan avanzada como el Actroid demostrado arriba, es muy realista. Es un androide derecho vida-clasificado con muy womanly una forma.