Un robot ( robot checo , de robota - "trabajo forzado") es un dispositivo automático diseñado para realizar varios tipos de operaciones mecánicas, que funciona de acuerdo con un programa predeterminado .
El robot generalmente recibe información sobre el estado del espacio circundante a través de sensores (análogos técnicos de los órganos de los sentidos de los organismos vivos). El robot puede llevar a cabo de forma independiente la producción y otras operaciones, reemplazando parcial o totalmente el trabajo humano [1] [2] . Al mismo tiempo, el robot puede tanto comunicarse con el operador , recibiendo órdenes de él (control manual), como actuar de forma autónoma, de acuerdo con el programa programado (control automático).
La finalidad de los robots puede ser muy diversa, desde el entretenimiento y aplicada hasta la puramente industrial . La apariencia de los robots es diversa en forma y contenido, puede ser cualquier cosa, aunque a menudo se toman prestados elementos de la anatomía de varios seres vivos en los diseños de nodos, adecuados para la tarea que se realiza.
En tecnología de la información, los "robots" también se refieren a ciertos programas que funcionan de forma autónoma , como bots o robots de búsqueda .
La palabra "robot" fue propuesta por el artista checo Josef Capek y utilizada por su hermano, el escritor Karel Capek , por primera vez en la obra R.U.R. (Rossum's Universal Robots, 1920 ). Así lo describe el propio Karel Capek: “... un buen día... al autor se le ocurrió la trama... de una obra de teatro. Y mientras el hierro estaba caliente, corrió con una nueva idea a su hermano Joseph, un artista que en ese momento estaba parado en el caballete ... El autor esbozó la trama lo más brevemente que pudo ... "Pero yo no No sé”, dijo el autor, “cómo nombro a los trabajadores artificiales. Los llamaría obreros [aparentemente de la palabra inglesa labor - P. B.], pero me parece que esto es demasiado libresco. “Así que llámalos robots”, murmuró el artista, … continuando imprimando el lienzo…” [3] Las primeras traducciones rusas usaban la palabra “trabajador” [4] [5] .
La idea de las criaturas artificiales se mencionó por primera vez en el antiguo mito griego de Cadmus , quien, después de haber matado al dragón, esparció sus dientes en el suelo y los enterró, los soldados crecieron de los dientes, y en otro antiguo mito griego sobre Pigmalión . , quien dio vida a la estatua que creó: Galatea. También en el mito de Hefesto , se cuenta cómo creó varios sirvientes para sí mismo. La leyenda judía habla de un hombre de arcilla - Golem , que fue revivido por el rabino de Praga Yehuda ben Bezalel con la ayuda de la magia cabalística .
Un mito similar se relata en la epopeya escandinava The Younger Edda . Habla del gigante de arcilla Mökkurkalvi [6] , creado por el troll Hrungnir [6] para luchar con Thor , el dios del trueno.
La información sobre la primera aplicación práctica de los prototipos de robots modernos, personas mecánicas con control automático, se remonta a la era helenística . Luego, en el faro construido en la isla de Pharos , se instalaron cuatro figuras femeninas doradas. Durante el día ardían con los rayos del sol, y por la noche estaban brillantemente iluminados, de modo que siempre eran claramente visibles desde lejos. Estas estatuas a ciertos intervalos, girando, golpean los frascos; por la noche, hacían sonar las trompetas, advirtiendo a los marineros de la proximidad de la costa [7] .
Los prototipos de robots eran también figuras mecánicas creadas por el científico e inventor árabe Al-Jazari (1136-1206). Así, creó una barca con cuatro músicos mecánicos que tocaban panderetas, arpa y flauta.
El dibujo de un robot humanoide fue realizado por Leonardo da Vinci alrededor de 1495 . Las notas de Leonardo, encontradas en la década de 1950 , contenían dibujos detallados de un caballero mecánico capaz de sentarse, extender los brazos, mover la cabeza y levantar la visera. Lo más probable es que el diseño se base en estudios anatómicos registrados en el Hombre de Vitruvio . Se desconoce si Leonardo intentó construir un robot [8] .
En los siglos XVI-XVIII, el diseño de autómatas se generalizó en Europa occidental : mecanismos de relojería que exteriormente se asemejan a humanos o animales y, a veces, son capaces de realizar movimientos bastante complejos. La colección de la Institución Smithsonian contiene uno de los primeros ejemplos de tales autómatas, el "monje español" (de unos 40 cm de altura), capaz de caminar golpeándose el pecho con la mano derecha y asintiendo con la cabeza; periódicamente se lleva a los labios la cruz de madera que tiene en la mano izquierda y la besa. Se cree que este autómata fue fabricado hacia 1560 por el mecánico Juanelo Turriano para el emperador Carlos V [9] .
Desde principios del siglo XVIII , comenzaron a aparecer informes en la prensa sobre máquinas con "signos de inteligencia", pero en la mayoría de los casos resultó que se trataba de un fraude. Personas vivas o animales entrenados se escondían dentro de los mecanismos.
El mecánico e inventor francés Jacques de Vaucanson creó en 1738 el primer dispositivo humanoide funcional ( un androide ) que tocaba una flauta. También fabricó patos mecánicos que, según se decía, podían picotear la comida y "defecar".
A mediados de la década de 2000, Japón también ocupó el primer lugar en el mundo en la exportación de robots industriales.
2010s
2020
Los robots se están volviendo más como los humanos. Avances en varias áreas a la vez: visión artificial, aprendizaje automático, creación de microcircuitos pequeños pero potentes para robots, creación de IA capaz de pensar y comprender sus palabras lambda. Las redes neuronales se están volviendo muy comunes.
“Los robots modernos, creados sobre la base de los últimos logros de la ciencia y la tecnología, se utilizan en todas las esferas de la actividad humana. La gente ha recibido un asistente fiel, capaz no solo de realizar trabajos peligrosos para la vida humana, sino también de liberar a la humanidad de las monótonas operaciones rutinarias”.
- I. M. Makarov , Yu. I. Topcheev . "Robótica: Historia y Perspectivas" [12]Según el diseño, los robots se pueden dividir en los siguientes dos tipos:
Según la clasificación de la Organización Internacional de Normalización , los robots se dividen en los siguientes dos tipos:
El advenimiento de las máquinas herramienta con control numérico ( CNC ) condujo a la creación de manipuladores programables para una variedad de operaciones de carga y descarga de máquinas herramienta. La aparición en la década de 1970 de los sistemas de control por microprocesadores y la sustitución de dispositivos de control especializados por controladores programables hizo posible reducir el coste de los robots por un factor de tres, haciendo rentable su introducción masiva en la industria [13] .
Un robot de servicio ayuda a las personas realizando trabajos rutinarios, remotos, peligrosos o repetitivos, incluidas las tareas domésticas. Por regla general, son autónomos y/o controlados por un sistema de control integrado con posibilidad de control manual. La Organización Internacional de Normalización define un "robot de servicio" como un robot "que realiza tareas útiles para personas o equipos, excluyendo las aplicaciones de automatización industrial".
De acuerdo con la función que realizan, los robots pueden denominarse de los siguientes tipos [14] :
Los robots son ampliamente utilizados por la policía , las agencias de seguridad del estado , los servicios de emergencia , las fuerzas de seguridad departamentales y no departamentales . En 2007, las primeras pruebas del robot policial ruso R-BOT 001 , desarrollado por la empresa moscovita "Laboratorio de Visión Tridimensional" [15] , se probaron por primera vez en Perm . A la hora de extinguir incendios se utilizan instalaciones robóticas de extinción de incendios . Para la inteligencia operativa, las agencias de emergencia y la policía utilizan "robots voladores" - ( vehículos aéreos no tripulados ) [16] . Al realizar un estudio submarino de objetos potencialmente peligrosos y operaciones de búsqueda y rescate, el EMERCOM de Rusia utiliza robots submarinos de la serie Gnome , producidos desde 2001 por la empresa moscovita Underwater Robotics [17] .
Robots de combateUn robot de combate es un dispositivo automático que reemplaza a una persona en situaciones de combate o cuando trabaja en condiciones incompatibles con las capacidades humanas para fines militares: reconocimiento , operaciones de combate, desminado, etc. Los robots de combate no son solo dispositivos automáticos con acción antropomórfica, que son parcialmente o reemplazar completamente a una persona, pero también operando en un ambiente de aire y agua que no es un hábitat humano (aviones, vehículos aéreos no tripulados con control remoto, vehículos submarinos y barcos de superficie). La mayoría de los robots de combate son dispositivos de telepresencia , y muy pocos modelos tienen la capacidad de realizar algunas tareas de forma autónoma sin intervención del operador.
El Instituto de Tecnología de Georgia , dirigido por el profesor Henrik Christensen, ha desarrollado robots insectomorfos similares a hormigas que pueden escanear un edificio en busca de enemigos y trampas explosivas. Los robots voladores también se han generalizado entre las tropas . A principios de 2012, los militares de todo el mundo utilizaron alrededor de 10 mil robots terrestres y 5 mil voladores; 45 países del mundo desarrollaron o compraron robots militares [16] .
En 2015, en la base militar de Quantico Marines en los Estados Unidos, se probó un prototipo del perro robot Spot, desarrollado dos años antes por Boston Dynamics para uso de tropas para reconocimiento, patrullaje y transporte de carga. Durante las pruebas, el robot examinó las instalaciones en busca de la presencia de un enemigo en ellas y transmitió datos sobre los objetivos detectados a la consola del operador [18] .
Robot científicosLos primeros robots científicos, Adán y Eva, se crearon como parte del proyecto Robot Scientist de la Universidad de Aberystwyth, y en 2009 uno de ellos realizó el primer descubrimiento científico [19] .
Los robots-científicos incluyen robots, con la ayuda de los cuales se exploraron los pozos de ventilación de la Gran Pirámide de Keops y los llamados. "Puertas de Gantenbrink" y "Nichos de Keops".
Robots maestrosUno de los primeros ejemplos de un maestro robot fue desarrollado en 2016 por jóvenes científicos de la Universidad Politécnica de Tomsk . En mayo de 2016, el servicio de prensa de la universidad informó que con la ayuda de un robot móvil, los estudiantes del liceo de la universidad podrán recibir conocimientos teóricos y prácticos en matemáticas, física, química e informática a partir del otoño de el mismo año [20] .
Para el movimiento en áreas abiertas, se usa con mayor frecuencia un motor con ruedas o de oruga ( Warrior y PackBot son ejemplos de este tipo de robots ). Los sistemas para caminar se usan con menos frecuencia ( BigDog y Asimo son ejemplos de este tipo de robots ). Para superficies irregulares, se crean estructuras híbridas que combinan el recorrido de la rueda o la oruga con cinemáticas de ruedas complejas. Este diseño fue aplicado en el rover lunar .
En interiores, en instalaciones industriales, los robots se desplazan sobre monorrieles , sobre raíles de suelo, etc. Para desplazarse por planos inclinados o verticales, a través de tuberías, se utilizan sistemas similares a estructuras “andantes”, pero con ventosas de vacío [21] [22 ] . Los robots diseñados para medir líneas eléctricas de alta tensión tienen chasis con ruedas en su parte superior que se mueven a lo largo de los cables [23] [24] [25] . También se conocen robots que utilizan los principios de movimiento de los organismos vivos: serpientes [26] [27] , gusanos [28] , peces [29] [30] , pájaros [31] , insectos [32] y otros; en consecuencia, se habla de robots rastreros [33] [34] , insectomorfos (del latín Insecta - insecto) [35] y otros tipos de robots de origen biónico .
Los sistemas de reconocimiento ya pueden determinar objetos tridimensionales simples, su orientación y composición en el espacio, y también pueden completar las partes faltantes utilizando información de su base de datos (por ejemplo, ensamblar un constructor de Lego).
Los robots utilizan motores de corriente continua, motores de combustión interna, motores paso a paso , servos . Hay desarrollos de motores que no utilizan motores en su diseño: por ejemplo, la tecnología de reducción de material bajo la influencia de una corriente (o campo) eléctrica (ver polímeros electroactivos ), que le permite igualar más estrechamente los movimientos del robot con los movimientos suaves naturales de los seres vivos.
El especialista estadounidense en IA, Gary Markus , señala que los desarrolladores de IA deben mantenerse lo más alejados posible de la creación de sistemas que puedan salirse de control con demasiada facilidad. Por ejemplo, cualquier trabajo sobre la creación de robots que puedan diseñar y crear otros robots debe llevarse a cabo con mucho cuidado y solo bajo la estrecha supervisión de una serie de expertos, ya que las consecuencias de las decisiones equivocadas en esta área son muy difíciles de predecir. [36] .
Tecnologías desarrolladas[ ¿por quién? ][ ¿cuándo? ] , lo que permite que los robots se recarguen de forma independiente al encontrar una estación de carga estacionaria y conectarse a ella.
Además de las tecnologías de redes neuronales ya ampliamente utilizadas , existen algoritmos de autoaprendizaje para la interacción de un robot con objetos circundantes en el mundo tridimensional real: el perro robot Aibo bajo el control de tales algoritmos pasó por las mismas etapas de aprendiendo como un bebé recién nacido, aprendiendo de forma independiente a coordinar los movimientos de sus extremidades e interactuar con los objetos circundantes (sonajeros en el parque infantil). Esto da otro ejemplo de una comprensión matemática de los algoritmos de la actividad nerviosa superior de una persona.
Los sistemas para construir un modelo del espacio circundante por ultrasonido o escaneando con un rayo láser se usan ampliamente en carreras de autos robóticos (que ya superan con éxito e independientemente pistas y caminos de ciudades reales en terreno accidentado, teniendo en cuenta obstáculos inesperados).
En Japón, el desarrollo de robots que tienen una apariencia que a simple vista es indistinguible de un humano no se detiene. Se está desarrollando la técnica de imitación de emociones y expresiones faciales de la "cara" de los robots [37] .
En junio de 2009, científicos de la Universidad de Tokio dieron a conocer el robot humanoide KOBIAN, que puede imitar las emociones humanas (felicidad, miedo, sorpresa, tristeza, ira, disgusto) a través de gestos y expresiones faciales. El robot puede abrir y cerrar los ojos, mover los labios y las cejas, usar los brazos y las piernas [38] .
Hay empresas especializadas en la producción de robots ( iRobot Corporation , Boston Dynamics ). Algunas empresas de alta tecnología también producen robots : ABB , Honda , Mitsubishi , Sony , MKOIS, AEMTK, NOKIA Robotics, Gostai , KUKA .
Se llevan a cabo exhibiciones de robots, por ejemplo, la exhibición internacional de robots más grande del mundo ( iRex ; se lleva a cabo a principios de noviembre cada dos años en Tokio , Japón) [39] [40] .
La robotización es el desplazamiento de personas del proceso productivo, sustituyéndolas por máquinas y líneas de producción automatizadas y robóticas, en relación con las cuales se liberan recursos para el desarrollo del sector servicios . [41]
En los últimos años han aparecido muchos artículos en el mundo [42] [43] y en Rusia [44] [45] [46] sobre los riesgos sociales (desempleo, desigualdad, etc.) asociados a la introducción de nuevas tecnologías "no tripuladas". . Existe el riesgo de que se automatice un número importante de puestos de trabajo, lo que requerirá el reciclaje y la búsqueda de nuevos lugares y formas de empleo para millones de especialistas; en Rusia, alrededor del 44% de los trabajadores están potencialmente expuestos a estos procesos [46] . La economía cuenta con mecanismos compensatorios [47] y diversas barreras que reducen el ritmo de tales cambios y contribuyen a la adaptación de los mercados laborales . Entre tales mecanismos: reciclaje y formación avanzada de la mano de obra ( STEAM ), desarrollo de nuevas industrias (por ejemplo, TIC , industrias creativas ), desarrollo del espíritu empresarial , etc. [48] .
En una perspectiva histórica, el progreso tecnológico ha creado más puestos de trabajo de los que ha eliminado; y la vieja generación abandonó gradualmente el mercado laboral a medida que cambiaba la tecnología [45] . Pero existe el riesgo de que la tasa de cambio después de 2020 sea demasiado alta y parte de la población no esté preparada para el aprendizaje constante y la competencia con los robots. Conformarán la llamada " economía de la ignorancia " [49] .
La crisis de 2020 ha acelerado la transformación digital de la economía: trabajo remoto, aprendizaje en línea, pedidos en línea, automatización de procesos, etc. [50] y volvió a agudizar la discusión sobre los riesgos sociales de la digitalización y la automatización [51] .
Hay una dirección de modelado , que implica la creación de robots controlados por radio y autónomos.
Las competiciones se llevan a cabo en varias áreas principales.
Concursos rusos de robots móviles:
Las competencias de robots autónomos incluyen: moverse a lo largo de un carril contrastante a gran velocidad, lucha de sumo , fútbol de robots .
El inventor Pete Redmond creó el robot RuBot II, que puede resolver un cubo de Rubik en 35 segundos. Y en 2016, el robot Sub1 resolvió el cubo de Rubik en 0,637 segundos. [55]
Los robots como fenómeno cultural surgieron con la obra de teatro RUR de Karel Čapek , que describe una cinta transportadora donde los robots se ensamblan a sí mismos. Con el desarrollo de la tecnología, la gente vio cada vez más en las creaciones mecánicas algo más que simples juguetes. La literatura reflejó los temores de la humanidad sobre la posibilidad de reemplazar a los humanos con sus propias creaciones. Estas ideas se desarrollaron aún más en las películas Metrópolis (1927), Blade Runner (1982) y Terminator (1984). Cómo los robots con inteligencia artificial se hacen realidad e interactúan con los humanos se muestra en las películas Inteligencia artificial (2001) dirigida por Steven Spielberg y Yo, robot (2004) dirigida por Alex Proyas.
Se conocen tres leyes de la robótica de la ciencia ficción , formuladas por primera vez por Isaac Asimov (con la ayuda de John Campbell [56] ) en la historia "Round Dance" (1942):
En Japón ha ganado popularidad el anime en el que aparecen robots. Series como " Transformers ", " Gundam ", " Voltron ", " Neon Genesis Evangelion ", " Gurren Lagann " se han convertido en símbolos de la animación japonesa. En gran parte debido a esto, desde 1980-1990, los robots se han convertido en parte de la cultura nacional de Japón, así como en parte de los estereotipos al respecto.
Existe un género de videojuegos directamente relacionado con los robots: los simuladores de pieles . El representante más famoso de este género es la serie de juegos MechWarrior . Juegos como Lost Planet , Shogo: Mobile Armor Division , Quake IV , Chrome , Unreal Tournament 3 , Battlefield 2142 , FEAR 2: Project Origin , Tekken , Mortal Kombat tienen la capacidad de controlar robots. Otro ejemplo de videojuego protagonizado por robots es Scrapland .
En el navegador Mozilla Firefox , a partir de la tercera versión, hay una página específica about:robots : un huevo de Pascua virtual con un mensaje cómico de robots a personas.
En 2007 se creó en Alemania el grupo musical Compressorhead , formado por robots y tocando al estilo del heavy metal .
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