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I.Introducción.

La robótica es unconcepto de dominio público. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la robótica, sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene; sin embargo, no conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea del origen de las aplicaciones útiles de la robótica como ciencia.

            El principal objetivo del presente proyecto, es el de dar a conocer al público en general una breve vistazo al mundo de la robótica. No se pretende dar una clase de escuela ni enseñar cosas nuevas, no se muestra información ficticia, solamente se tiene un breve resumen del mundo de la robótica; todas las fuentes de información se pueden encontrar al final del documento en el apartado de Bibliografía, ahí se muestran las referencias bibliográficas y algunas direcciones de Internet en donde se basó para generareste documento. Si aún así el lector tiene alguna duda de la fuente de información, se puede poner en contacto con el autor, ya que después de la bibliografía se muestran los datos personales donde se puede localizar el autor del presente documento.

            Hay que tener presente que el mundo de la robótica es muy grande como para poder mostrarlo en un solo documento y por solamente una persona, es por esto que se omite alguna de la información que, al criterio del autor, no parece ser tan relevante, esto no significa que no sea importante.

            Pues bien, aclarado lo anterior empecemos con nuestro tema; la robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de años. Nos basaremos en hechos registrados a través de la historia, y comenzaremos aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es mas, la palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.

            Desde el principio de los tiempo, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se ha empeñado en dar vida a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas ó difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt, consideran que el primer autómata en toda la historia fué Adán creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y Dios fué quien los programó y les dió sus primeras instrucciones que debieran de seguir. Dentro de la mitología griega se puede encontrar varios relatos sobre la creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creó el primer hombre y la primer mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el principio de los tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.

Los hombres creaban autómatas como un pasatiempo, eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los materiales que se utilizaban se encontraban al alcance de todo el mundo, esto es, utilizaban maderas resistentes, metales como el cobre y cualquier otro material moldeable, esto es, que no necesitara o requiriera de algún tipo de transformación para poder ser utilizado en lacreación de los autómatas.

Estos primeros autómatas utilizaban, principalmente, la fuerza bruta para poder realizar sus movimientos. A las primeras máquinas herramientas que ayudaron al hombre a facilitarle su trabajo no se les daba el nombre de autómata, sino más bien se les reconocía como artefactos ó simples máquinas.

II.Antecedentes

            Antiguamente, se creaban artefactos capaces de realizar tareas diarias y comunes para los hombres, o bien, para facilitarles las labores cotidianas; se daban cuenta de que había tareasr epetitivas que se podían igualar con un complejo sistema, y es así como se comienza a crear máquinas capaces de repetir las mismas labores que el hombre realizaba, y como ejemplo de estas máquinas podemos citar las siguientes:

·     La rueda como medio de transporte o como herramienta, por ejemplo, para un alfarero.

·     El engrane.

·     La catapulta como arma de combate.

·     El molino, ya sea para obtener agua de las entrañas de la tierra, o como moledor de granos.

Y así una gran variedad de máquinas que antiguamente se creaban para facilitarle las tareas al os hombres. Pero no todos estos artefactos tenían una utilidad, algunas máquinas solamente servían para entretener a sus dueños, y no hacían nada más que realizar movimientos repetitivos ó emitir sonidos. Cabe mencionar que los árabes fueron unos maestros en la construcción de autómatas y en la precisión de sus cálculos, y como ejemplo de ello, se puede mencionar que inventaron el reloj mecánico, así como sus grandes aportaciones a la astrología. También los ingenieros griegos aportaron grandes conocimientos a los autómatas, aunque su interés era más bien hacia el saber humano más que hacia las aplicaciones prácticas.

II.1. Historia de los autómatas.

            Desde hace cientos de años antes de Cristo, se comenzaron a crear autómatas, antecesores de los autómatas actuales;en seguida se muestra una lista de autómatas creados, y que se tienen como  referencia para tomarlos como antecesores.Solamente por citar algunos de estos inventos, se mencionan los siguientes:

·     En 1500 a.C., Amenhotep, hermano de Hapu, construye una estatua de Memon, el rey de Etiopía, que emite sonidos cuando la iluminan los rayos del sol al amanecer.

·     En el 500 a.C., King-su Tse, en China, inventa una urraca voladora de madera y bambú y un caballo de madera que saltaba.

·     Entre el 400 y 397 a.C., Archytar de Tarento construye un pichón de madera suspendido de un pivote,el cual rotaba con un surtidor de agua o vapor, simulando el cuelo. Archytar es el inventor del tornillo y la polea.

·     Entre el 300 y 270 a.C., Cresibio inventa una clepsidra (reloj de agua) y un órgano que funciona conagua.

·     Entre el 220 y 200 a.C., Filon de Bizancio inventó un autómata acuático y la catapulta repetitiva.

·     En el año 206 a.C., fué encontrado el tesoro de Chin Shih Hueng Ti consistente en una orquesta mecánica de muñecos, encontrada por el primer emperador Han.

·     En el año 62 d. C., Hero de Alejandría hace un tratado de autómatas, un famosor egistro de aplicaciones de la ciencia que pueden ser demostrados por medio de un autómata, así como su teatro automático en el cual, las figuras que se encuentran montadas en una caja, cambian de posición ante los ojos de los espectadores: pájaros cantores, trompetas que suenan, medidores de la fuerza del vapor, animales que beben, termoscopios, sifones y máquinas que operabancon monedas.

·     Año 335 d. C., Hsieh Fec construye un carro con cuatro ruedas con la figura deBuda, hecha de madera de sándalo.

·     En el año 700 d. C., Huang Kun construyó barcos con figuras de animales,cantantes, músicos y danzarines que se movían.

·     En el 770 d. C., Yang Wu-Lien construye un mono que extiende sus manos y dice“¡Limosna! ¡Limosna!”, guardando su recaudación en una bolsa cuando alcanza un peso determinado.

·     El príncipe Kaya, hijo del Emperador Kannu, construye en el año 840 una muñeca que derrama agua.

·     En el 890, Han Chih Ho hace un gato de madera que caza ratas, y moscas tigre que bailan.

·     El sabio príncipe hindú Bhoja, escribe, en el año 1050, el Samarangana-Sutradhara,que incluye comentarios sobre la construcción de máquinas o yantras.

·     Alberto Magno (1204 - 1272) crea un sirviente mecánico.

·     Roger Bacon (1214 - 1294) construye, después de 7 años, una cabeza que habla.

·     En el año 1235, Villard d’Honnecourt hace un libro de esbozos que incluyen secciones de dispositivos mecánicos, como un ángel autómata, e indicaciones para la construcción de figuras humanas y animales.

·     Reloj con forma de gallo que canta en la catedral de Strasbourg, que funcionó desde1352 hasta 1789.

·     Leonardo Da Vinci construye en el año 1500 un león automático en honor de Luis XII queactúa en la entrada del Rey de Milán.

·     Salomónde Caus (1576 - 1626) construye fuentes ornamentales y jardines placenteros,pájaros cantarines e imitaciones de los efectos de la naturaleza.

·     En 1640, René Descartes inventó un autómata al que se refiere como “mi hijo Francine”.

·     En 1662, se abre en Osaka el teatro Takedo de autómatas.

·     Jacques de Vaucanson, construye el pato, el autómata más conocido; un pato hecho de cobre, que bebe, come, grazna, chapotea en el agua y digiere su comida como un pato real. Previamente construye un flautista y un tamborilero en 1738; el primero consistía en un complejo mecanismo de aire que causaba el movimiento de dedos y labios, como el funcionamiento normal de una flauta.

·     Los Maillardet (Henri, Jean-David, Julien-Auguste, Jacques-Rodolphe) hicieron su aparición a finales del siglo XVIII y principios del XIX, construyen un escritor-dibujante, con la forma de un chico arrodillado con un lápiz en su mano, escribe en inglés y en francés y dibuja paisajes. Construyen un mecanismo“mágico” que responde preguntas y un pájaro que canta en una caja.

·     RobertHoudini construye una muñeca que escribe. También realiza un pastelero, un acróbata, una bailarina en la cuerda floja, un hombre que apunta con una escopeta y una artista del trapecio.

·     ThomasAlva Edison construyó en el año 1891 una muñeca que habla.[1]

            Como nos podemos dar cuenta, los autómatas construidos hasta este entonces, solamente servían para entretener apropios y extraños, no tenían una aplicaciones práctica en alguna área en específico. “Estas máquinas funcionaban generalmente por medio de movimientos ascendentes de aire o agua caliente. El vertido progresivo de un líquido provocaba rupturas de equilibrio (o bien la caída de un peso) en diversos recipientes provistos de válvulas; otros mecanismos se basaban en palancas o contrapesos. Mediante sistemas de este tipo se construían pájaros artificiales que podían “cantar” o “volar”, o puertas que se abrían solas. Lasc onstrucciones de la escuela de Alejandría se extendieron por todo el ImperioRomano y posteriormente por el mundo árabe. En el siglo xiii, Al-Djazari apareció como el heredero de todas ellas con la publicación de su “Libro del conocimiento de los procedimientos mecánicos”, uno de cuyos grabados se reproduce aquí. Se trata de una fuente dedistribución de agua.”[2]

II.2. Ciencia-ficción.

            Tiempo después, los autómatas fueron los protagonistas principales de una infinidad de relatos de ciencia-ficción.La mayoría de los novelistas de aquellos tiempos, consideraban a los autómatas como una amenaza para la existencia de la raza humana. Con este tipo de relatos, el temor hacia los autómatas fué creciendo considerablemente.

            En el año de 1920, el escritor de origen checoslovaco Karel Capek, publicó su novela RUR (Russum’s Universal Robots), la cual fué presentada en obra de teatro en el Teatro Nacional de Praga el 25 de Enero de 1921. “Esta obra trata de dos pequeños seres artificiales de forma humana que responden perfectamentea las órdenes de su creador, aunque al final acaban rebelándose contra él.”[3] Para referirse a estos seres, el autor les llamaba robots, derivación del vocablo checo robota, que significa “trabajo obligatorio”. Y es así como surge la palabra robot para referirse a los autómatas mecánicos de aquellas épocas. Y a partir de esta novela, se les llama robots a los autómatas.

            Existe un miedo a los robots debido a la evolución tan acelerada que se ha proyectado en muchas de las novelas de ciencia-ficción. Y aunque muchas de estas novelas no están tan fuera de la realidad, no hay por que tenerles pavor al desarrollo de robots, sino todo locontrario, ya que estos existen para poder facilitar las tareas de los humanos.En la obra de Isaac Asimov, Yo robot publicada en 1940, postula tres leyes que los robots deberán de seguir:

·     Un robot no debe dañar a un ser humano o, por su inacción, dejar que un ser humano sufra daño.

·     Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas por un ser humano, excepto cuando estas órdenes están en contradicción con la primera ley.

·     Un robot debe proteger su propia existencia, hasta donde esta protección no entree n conflicto con la primera o segunda ley.

            Aún después de esta publicación deI saac Asimov, los novelistas seguían cuestionándose en sus obras acerca de la naturaleza de un robot, tienen la idea de que algún día, el hombre será esclavod e las máquinas, esta idea la plasman en sus novelas; como por ejemplo lanovela de Jack Williamson en Con las manos cruzadas, se muestra como es que la libertad humana se esclaviza por unos robots eficientes que cumplen todas las órdenes que se les dan.

            Una de las primeras películas que tratan el tema de la robótica es la titulada “Metrópolis”, la cual trata de un robot femenino que posee inteligencia propia, obedece todas las ordenes de su creador, y aunque es una película antigua, es un buen ejemplo de como veían a los robots en aquellas épocas. Otro buen ejemplo de películas de ciencia-ficción, es la trilogía de Las Guerra de las Galaxias (Star Wars), de George Lucas, que muestra a los robots de dos maneras: buenos y malos. La novela muestra, principalmente, a dos robots que respetan y siguen las órdenes de sus dueños, muestra que los robots pueden tener inteligencia propia y hasta sentido del humor; aunque contradice las tres leyes de Isaac Asimov, ya que los robots de esta novela pueden llegara destruir formas de vida, humana y extraterrestre.

            La imaginación del hombre ha llegadoa crear una infinidad de relatos relacionados con los robots; muchos de estos relatos han sido la punta del iceberg en cuanto a nuevas tecnologías, unejemplo de ello son las novelas de Jules Verne, en especial la llamada “Viaje ala Luna” en donde relata con lujo de detalle como es que tres hombres podríanllegar a la luna, y a pesar de que eran relatos de ciencia-ficción, estasnovelas no están tan fuera de la realidad que hoy vivimos.

III. Robótica.

            Los primeros robots creados en toda la historia de la humanidad, no tenían más que un solo fin: entretener a sus dueños. Estos inventores se interesaban solamente en conceder los deseos de entretener a quien les pedía construir el robot. Sin embargo, estos inventores se comenzaron a dar cuenta de que los robots podía imitar movimientos humanos o de alguna criatura viva. Estos movimientos pudieron ser mecanizados, y de esta manera, se podía automatizar y mecanizar algunas de las labores más sencillasde aquellos tiempos. El origen del desarrollo de la robótica, se basa en el empeño por automatizar la mayoría de las operaciones en una fábrica; esto se remonta al siglo xvii en la industria textil, donde se diseñaron telares que se controlaban con tarjetas perforadas.

III.1. Automatización.

Con el nacimiento de la Revolución Industrial, muchas fábricas tuvieron gran aceptación por la automatización de procesos repetitivos en la línea de ensamblaje. La automatización consiste, principalmente, en diseñar sistemas capaces de ejecutar tareas repetitivas hechas por los hombres, y capaces de controlar operaciones sin la ayuda de un operador humano. El término automatización también se utiliza para describir a los sistemas programables que pueden operar independientemente del control humano. La mayoría de las industrias han sido automatizadas o utilizan tecnología para automatizar algunas labores; en la industria de la telefonía, marcación, transmisión y facturación esta completamente automatizados. Los ferrocarriles son controlados por herramientas automáticas de señalización, las cuales cuentan con sensores capaces de detectar el cruce de carros en un punto en especial, esto significa que se puede tener vigilado el movimiento y localización de vagones de tren.

            Pero no todas las industrias requieren el mismo grado de automatización. La agricultura es una industria difícil de automatizar, y con esto se ha vuelto más mecanizada, esencialmente en el procesamiento y empaque de comida. De manera similar, los doctores pueden dar consulta asistiéndose en una computadora, pero finalmente el doctor, y n ola computadora, termina por dar el diagnóstico final al paciente.

            Las industrias del aceite y laquímica en especial, han desarrollado métodos de flujo continuo de producción,a causa de la naturaleza de los materiales utilizados; en la industria de la refinería, aceite crudo penetra en un punto y fluye continuamente a través de pipas, destilación, y herramientas de reacción para ser procesadas en productos como la gasolina o el aceite. Un arreglo de herramientas de control automático manejados por un microprocesador y coordinados por una computadora central se utiliza para el control de válvulas, termostatos, o cualquier otro equipo que requiera ser regulado por las ocurrencias de flujo o reacción.

            Los robots comenzaron a aparecer en este proceso de automatización industrial hasta la aparición de las computadoras en los 40’s. Estos robots computarizados, están equipados con pequeños microprocesadores capaces de procesar la información que le proveen los sensores externos y así es como el robot puede tomar cambiar o mantener una operación en ejecución, a esto se le llama retroalimentación, y forma parte de la Cibernética. La retroalimentación es esencial en cualquier mecanismo de control automático, ya que ayuda a controlar los factores externos que le afecten en la correcta ejecución de sus operaciones normales.[4]

III.2. Cibernética.

            La cibernética es una ciencia interdisciplinaria, tratando con sistemas de comunicación y control sobreorganismos vivos, máquinas u organizaciones. El término es una derivación del vocablo griego kybernetes que significa gobernador o piloto, y fué aplicado por primera vez en 1948 a la teoría del control de mecanismos por el matemático americano Norbet Wiener.

            Para conseguir la ejecución deseada