Robots, cyborgs, androides, autómatas… Forman ya parte de la cultura popular, sobre todo gracias al cine. Sin embargo, la robótica es una realidad, de hecho, es una de las tecnologías que van a marcar el futuro de la humanidad. En este artículo te hablamos sobre el pasado, presente y futuro de la ingeniería robótica, sus aplicaciones y las consecuencias que podría tener para el ser humano.
¿Qué es la robótica?
La definición de robótica es “la ciencia que tiene por objetivo el diseño, programación y fabricación de robots o máquinas automatizadas, capaces realizar diversas tareas o comportarse de una determinada manera, en función del software empleado“.
Como tecnología relativamente nueva, toma prestados aspectos de muchas otras ramas de ciencias o ingeniería, como la ingeniería eléctrica, electrónica, biomedicina o ciencias de la computación.
Con frecuencia, la robotica es confundida con la inteligencia artificial. Sin embargo, son dos ciencias distintas, aunque complementarias. Una I.A. no tiene por qué tener un “cuerpo”, puede ser un software o programa de ordenador; en cambio, un robot sí tiene una estructura física.
Por otro lado, un robot no tiene por qué estar dotado de inteligencia artificial (aunque es cada vez más frecuente que la tengan). Puede estar programado para realizar tareas mecánicas, sin necesidad de analizar datos o aprender en base a la experiencia.
La ingeniería robótica o mecatrónica puede parecer un concepto futurista, surgido de libros, series o películas de ciencia ficción como Mazinger Z, Terminator, Robocop, ‘Yo robot’ y tantas otras. Sin embargo, su origen es mucho más antiguo de lo que parece.
Sigue leyendo para saber todo sobre la robótica, su historia y evolución, los tipos de robots o sus usos en diferentes ámbitos.
Historia de la robótica
Los primeros vestigios de la robótica tienen su origen en un compendio de textos de origen chino, denominado Lie Zi. Se cree que este texto data del siglo IV aC y contiene relatos sorprendentes, entre ellos algunos que hacen referencia a una ingeniería robótica ancestral.
Uno de estos textos relata cómo, en algún momento entre los años 1023 y 957 a.C., un “artífice” llamado Yan Shi, presentó una increíble invención al 5º rey de a dinastía Zhou, King Mu. En dicho texto se utiliza por primera vez el término “autómata“, para describir a la figura humanoide mecánica que Yan Shi había creado. Este autómata era capaz de realizar funciones que impresionaron al emperador, entre ellas moverse de forma similar a un humano y cantar.
En el siglo I a.C., Herón de Alejandría escribió el que es considerado el primer libro de robótica de la historia: Pneumática y Autómata. Este libro contiene diversos tratados de mecánica, hidráulica y robótica. Entre otras cosas, realiza definiciones de aparatos para medir ángulos verticales y horizontales (teodolito) y distancias (odómetro).
Ya en el siglo XIII, el inventor árabe Al Jazarí publicó El libro del conocimiento de dispositivos mecánicos ingeniosos, en el que describía 100 ingeniosos artefactos, algunos de ellos capaces de funcionar de forma automatizada. Entre sus creaciones más sobresalientes destaca una banda musical de “robots” que funcionaba mediante el simple flujo del agua, y que estaba destinado a tocar sobre un barco para entretener a los huéspedes del rey.
Leonardo Da Vinci, uno de los más grandes inventores del Renacimiento y de la historia, también quiso aportar al todavía desconocido campo de la robótica. El genio florentino diseñó y construyó lo que denominó ‘Automa Cavaliere‘. Consistía en una especie de caballero mecánico compuesto por una armadura completa, que escondía en su interior un complejo sistema de engranajes, levas y poleas con el que se accionaban las diferentes extremidades.
Sin embargo, para encontrar la primera definición del término robot nos tenemos que ir al siglo XX. En concreto, el concepto “robot” fue acuñado por el escritor checo Karel Capek en el año 1920, en su obra R. U. R. (Rossum´s Universal Robots). Además, el tema de su obra se adelantaba 100 años a lo que ya estamos viendo: una empresa que se dedicaba a la fabricación de robots para evitar el exceso de trabajo en las fábricas.
Por tanto, si se busca la etimología de la palabra robot, se halla en la palabra Robbota, cuyo significado en checo es “servidumbre o trabajo forzado”.
Los primeros robots antiguos autónomos dotados de capacidad para realizar tareas complejas fueron Elmer y Elsie, creados por William Grey Wallace en los años 1948 y 1949. Eran capaces de funcionar de forma semejante a lo que lo hacían las células del cerebro, e incluso buscar la manera de recargarse cuando se les agotaba la batería.
Las famosas Leyes de la Robótica
Entre la década de los 30 y los 50 los robots empiezan a estar de moda. Surgen proyectos reales, como Elektro, presentado por Westinghouse Electric Corporation en la Exposición Universal de 1939. Además, los libros de ciencia ficción alimentan un futuro en el que los robots forman parte del día a día.
La posibilidad de crear robots ya era algo real, y con ello surgieron las preocupaciones. ¿Podrían las máquinas llegar a ser peligrosas para la humanidad? Comenzaron a surgir voces que abogaban por la necesidad de establecer unas bases, unas leyes que regularan las funciones y comportamientos de los robots.
Lo sorprendente en este caso es que estos principios fundamentales no fueron debatidos en consejos de científicos o reuniones para tratar temas de tecnología. No. El que habló sobre ello fue el escritor de ciencia ficción y científico Isaac Asimov.
La primera vez que Asimov nombra las Tres Leyes de la Robótica es en su libro Runaround (1942). El escritor estadounidense, de origen ruso, fue el primero en tratar el tema de los robots en la ficción desde un punto de vista técnico.
En el libro Runaround, los protagonistas del relato, Gregory Powell y Mike Donovan, llegan a la conclusión de que es necesario implantar tres reglas en el cerebro positrónico de cualquier robot. Estas reglas son (citadas textualmente del libro):
- Un robot no puede hacer daño a un ser humano en ningún caso, y no debe permitir que un ser humano sufra daño por inacción de su parte.
- Un robot ha de seguir todas las órdenes dadas por seres humanos cualificados, con tal de que no vayan contra la Regla Uno.
- Un robot debe proteger su propia existencia, con tal de que esto no vaya en contra de las reglas Uno y Dos.
Estas Leyes de la Robótica fueron ligeramente perfeccionadas para ser incluidas en el libro ‘Yo, robot‘, de 1950, un compendio de nueve relatos de ciencia ficción, en el que estas Leyes se mencionaban en un Manual de Robótica escrito en el año 2058.
Lo más sorprendente de todo es que las Leyes de la Robótica que creó Asimov fueron tan precisas y adelantadas a su tiempo, que siguen vigentes hoy en día, no solo como un simple concepto de ficción, sino como un estándar ético internacional en el ámbito de la robótica.
Características de la robótica
En primer lugar, para entender cómo funciona la robótica habría que definir qué es un robot:
Un robot es una máquina física programada para realizar determinadas tareas de forma autónoma y que está equipada con sensores para adaptarse a diferentes entornos. Esto le permite sustituir a los seres humanos en diversas tareas, sobre todo en aquellas más peligrosas, repetitivas o pesadas.
En base a esta definición general, los robots la clasificación de la robótica se realiza en base a varias características:
- Movimiento: el sistema de coordenadas que determina la manera en que el robot se puede desplazar.
- Energía: ha de existir un sistema de alimentación que permita convertir la energía en trabajo.
- Grado de libertad: se refiere a la capacidad de movimiento de cada parte articulada del robot.
- Sensores: son los que permiten que el robot reciba la información necesaria para realizar las tareas para las que ha sido programado.
- Autonomía: la capacidad del robot para desarrollar tareas complejas por sí mismo a través de la programación y la inteligencia artificial.
La combinación de estas características puede dar lugar a diferentes tipos de robótica.
Tipos de robots
Los robots se pueden clasificar en base a diferentes criterios: según su cronología, estructura o funciones. Veamos qué tipos de robot existen en cada caso.
Según su cronología
En función de su cronología podemos encontrar robots de primera, segunda o tercera generación. Obviamente, a medida que se avanza de generación la tecnología es más compleja y avanzada.
Manipuladores
Los robots manipuladores o de primera generación son los sistemas más sencillos. Son multifuncionales pero no pueden ejecutar las operaciones por sí mismos, por lo que deben ser controlados por un operador humano.
De aprendizaje
Los robots de aprendizaje o segunda generación son aquellos que emplean un dispositivo mecánico para ejecutar operaciones que han sido previamente programadas por un humano.
Con control sensorizado
Los robots con control sensorizado o de tercera generación ejecutan las órdenes que reciben de un ordenador, en el cual se han diseñado unas instrucciones por medio de programas o software.
Según su estructura
Otra forma de clasificar los robots es en base a su diseño y estructura. ¿Tienen apariencia humana o animal? Qué partes móviles tienen? ¿Son estáticos o pueden desplazarse?
Poliarticulados
Son robots estáticos que cuentan con partes móviles y que están diseñados para desempeñar sus funciones en un lugar fijo. La mayoría de robots manipuladores o para fabricación industrial son de este tipo. Puedes consultar más información en nuestro artículo sobre robótica hidráulica.
Móviles
En este caso son máquinas robóticas capaces de desplazarse, ya sea guiados por un humano y otro ordenador de forma remota, o gracias a sensores incorporados en su propia estructura. En la actualidad muchos de estos robots son capaces de transportar piezas de forma autómata o detectar y sortear obstáculos.
Androides
Son robots con los que se trata de imitar la apariencia y el comportamiento del ser humano. Aunque son los más reconocibles por el imaginario colectivo debido a series o películas de ciencia ficción, de momento sus aplicaciones prácticas son escasas y forman parte del campo de la experimentación.
Zoomórficos
Similares a los anteriores, pero en este caso tratan de imitar la apariencia de algún animal. Están más evolucionados que los anteriores por una cuestión de superioridad moral humana: el ser humano parece considerar que los robots zoomórficos no necesitan estar dotados de una inteligencia artificial demasiado avanzada, como sí parece ser el caso de los androides.
Cyborgs
Un cyborg sería un ser formado por una combinación de elementos orgánicos y cibernéticos. Sería el siguiente paso en la evolución de androide a humano. De momento, existen solo en la ficción.
Híbridos
Muchos robots comparten varias de las características anteriores. Por ejemplo, un robot que imita la apariencia de un perro y puede moverse y realizar otras funciones básicas, sería a la vez un robot zoomórfico y móvil.
Según sus funciones
Los máquinas formadas por elementos robóticos también pueden ser clasificadas según las funciones para las que han sido programadas. En este caso se pueden distinguir:
- Industriales
- De servicio
- Domésticos
- De entretenimiento
- Educacionales
- Militares
- Médicos
- Espaciales
- Y muchos más
¿Para qué sirve la robótica?
Ahora que ya sabes lo que significa robótica y en qué consiste, llega el momento de conocer algunos de sus usos más habituales en la actualidad.
La robótica se usa para la construcción de máquinas con una estructura física que sean capaces de desempeñar determinadas tareas. Hoy en día existen muchos campos en los que se utiliza la robótica.
Por ejemplo, la robótica industrial aprovecha el potencial de las máquinas para procesos de producción. Por ejemplo, en las plantas de fabricación de vehículos.
La robótica también se aplica para la fabricación de máquinas automatizadas o semiautomatizadas que pueden realizar tareas imposibles o de riesgo para el ser humano. Un claro ejemplo actual son los robots utilizados en China durante el Coronavirus para desinfectar las zonas afectadas por el virus.
Por otro lado, está la robótica en medicina, en la que se emplean máquinas complejas capaces de realizar tareas analíticas o de cirugía con gran precisión.
En los últimos tiempos, la robótica también ha penetrado cada vez más en los hogares. Es lo que se denomina robótica doméstica, por ejemplo la domótica. Asimismo, crece la implantación de la robótica como entretenimiento y la robótica educativa.
Otra de las principales aplicaciones de la robótica se encuentra en el campo de la investigación espacial. Las limitaciones del ser humano en este ámbito hace imprescindible el uso de robots para la exploración de territorios fuera de nuestro planeta.
Asimismo, una de las aplicaciones de la robótica que más preocupaciones genera por sus connotaciones éticas y sus posibles riesgos en el futuro, es la robótica militar. De hecho, ya existen prototipos de soldados mecánicos que, más pronto que tarde, podría sustituir a los soldados humanos en el campo de combate.
Y tampoco nos podemos olvidar de la robótica social, una rama más reciente de esta tecnología que aboga por el uso de robots sociales para realizar tareas de asistencia social. En algunos países como en Japón incluso se ha popularizado el robot de compañía.
Estos son solo algunos ejemplos del uso de para qué se usa la robótica. Sin embargo, existen muchas otras aplicaciones, y con el tiempo habrá cada vez más.
Ventajas e inconvenientes de la robótica
La robótica es una tecnología que cuenta con numerosas ventajas, pero también tiene algunos inconvenientes que merece la pena destacar. Profundicemos un poco más en ello.
Ventajas
Las ventajas de la robótica se hacen patentes en numerosos campos. Algunos ejemplos:
- Permiten realizar tareas que, de otra manera, serían imposibles de realizar para el ser humano, por ejemplo, la exploración del espacio exterior.
- Relacionado con el punto anterior, los robots se pueden empelar para tareas de alto riesgo para un humano: trabajos en minas, análisis de volcanes, desinfección de áreas contaminadas, etc.
- Las máquinas robóticas no se cansan, no tienen sentimientos y no se quejan. Están preparados para trabajar 24 horas al día, 365 días al año (aunque sí pueden sufrir averías).
- Pueden adaptarse a diferentes cargas de trabajo en función de las necesidades.
- Reducen los costes operativos. El coste de implantar y mantener un sistema robótico suele ser menor que lo que cuesta mantener un equipo de operarios a lo largo del tiempo.
- Ahorran tiempo realizando tareas repetitivas y automatizadas, para que el ser humano se centre en tareas más relevantes.
- Son obedientes y reprogramables. Se limitan a cumplir las funciones para las que han sido programados.
- Tienen la capacidad para facilitar las cosas al ser humano, mejorando a calidad de vida.
- La robótica virtual permite desarrollar robots en entornos de pruebas para comprobar su desempeño y aplicarlos sin riesgo al mundo real.
Desventajas
Por otro lado, no se puede obviar que la robótica también presenta algunos contras o aspectos por resolver, propios de una tecnología joven. Estas son algunas de las desventajas de la robótica:
- Sustituye a la mano de obra, lo que puede suponer la reducción de puesto de trabajo para los seres humanos.
- Su introducción en el ámbito laboral implica un cambio de paradigma al que las empresa y profesionales tienen que adaptarse.
- Pueden ser hackeados, sobre todo si dependen de un sistema informático o conectado a internet.
- Requieren de un mantenimiento. De lo contrario podrían sufrir averías susceptibles de provocar errores al desempeñar sus tareas.
- Su aplicación en determinados campos es arriesgada y suscita dudas éticas y morales. Por ejemplo, ¿de quién es la responsabilidad si un robot médico comete un error que le cuesta la vida a un paciente?
- En muchos casos, su diseño, fabricación y control está reservada para personas expertas en la materia (sobre todo en el ámbito profesional).
- La aplicación de la robótica en determinados campos puede ser cara. No todas las empresas pueden afrontar una inversión semejante.
- Pueden ser programados con fines maliciosos.
Por último, no podemos dejar de señalar los riesgos que la robótica podría suponer en el futuro. ¿Llegará un momento en que los robots pueda escapar al control humano?
¿Cuántos robots hay en el mundo?
Según los datos de la IFR (Federación Internacional de Robótica), en 2019 había en todo el mundo 2,6 millones de robots en funcionamiento. Por tanto, es una realidad que la robótica ha protagonizado una verdadera invasión silenciosa de numerosos sectores de actividad, en especial la industria, donde han desplazado al ser humano de diversas tareas.
Los 10 países más robotizados
Seguramente pensarás que Japón es el país del mundo en el que existen más robots por habitante. ¿O Estados Unidos quizá? Bueno, quizá te lleves una sorpresa. Estos son los países con mayor cantidad de robots:
- Corea del Sur: 531 unidades por cada 10.000 habitantes.
- Singapur: 398
- Japón: 305
- Alemania: 301
- Suecia: 212
- Taiwán: 190
- Dinamarca: 188
- Estados Unidos 176
- Bélgica: 169
- Italia: 169
España se encuentra cerca de este Top 10 en la carrera robótica, con 160 robots por cada 10.000 habitantes, la mayoría de ellos destinados a la industria manufacturera.
El futuro de la robótica
Desde el primer robot antiguo hasta los robots mas avanzados de la actualidad se ha recorrido un largo camino en un espacio de tiempo muy breve,
Se puede asegurar con total seguridad que, con el paso del tiempo, la penetración de la robótica en el ámbito laboral o en el hogar será cada vez mayor. En el futuro, usaremos robots para realizar tareas cotidianas. De hecho, ya lo hacemos. ¿Acaso no tiene un robot de cocina? ¿Un robot aspirador? ¿Un asistente virtual?
Pero, ¿qué consecuencias tendrá la implantación de la robótica para la humanidad? Según el Foro Económico Mundial, en 2020 van a desaparecer 5 millones de puestos de trabajo en las 15 principales economías mundiales a causa del uso de los robots.
Estos datos pueden dar lugar al alarmismo. Sin embargo, no todas las opiniones van en esa dirección. De hecho, desde otros sectores se afirma que la robótica es complementaria al trabajo humano, que ambos puede convivir y que incluso el uso de los robots será beneficioso.
Por ejemplo, la consultora Metra Matech señaló que la robótica no provocará pérdidas de puestos de trabajo, sino que se tratará de un reajuste. El uso de robots se destinará a tareas concretas y repetitivas, mientras que el trabajo del ser humano tendrá un nuevo valor añadido en tareas más específicas y que requieren de una intervención intelectual. En concreto, esta consultora señala que gracias a la robótica se crearán alrededor de 8 millones de puestos de trabajo de calidad en todo el mundo en los próximos años.
¿Qué es la Revolución Robótica?
El sigo XIX fue la época de la Revolución Industrial. El siglo XX trajo consigo la Revolución Tecnológica. Y el siglo XXI será el de la definitiva Revolución Robótica, marcada por el desarrollo de robots inteligentes.
Las dos primeros revoluciones estaban basadas en la aplicación de conceptos mecánicos y eléctricos. Sin embargo, la Revolución Robótica fusiona estos elementos eléctricos y mecánicos con la electrónica, las telecomunicaciones, la computación o la inteligencia artificial.
Por otro lado, esta Revolución Robótica está empezando a tirar abajo la percepción cultural que se tiene de los robots. La idea del robot como un androide. No es necesario que el robot tenga un aspecto humano, ni que se comporte como tal. Esa es solo una de las metas de determinados campos de experimentación de la robótica.
En cambio, la definición de robótica actual se ha vuelto mucho más difusa, por la gran cantidad de combinaciones y posibilidades existentes en la aplicación de la inteligencia artificial, biología, computación y muchas otras ciencias aplicadas a la robótica.
Robótica y materiales inteligentes
En esta Revolución también están adquiriendo gran importancia los denominados materiales inteligentes. Un material inteligente es aquel que responde a la estimulación, es decir, muestra un efecto observable.
Se puede hablar de materiales inteligentes aplicados a cualquier campo: química, electrónica, térmica, óptica y un largo etcétera. Imagina un material que cambia de color o de tamaño cuando se le somete a frío o calor. O un material que modifica sus propiedades cuando se le expone a determinados compuestos químicos. Incluso, un material biodegradable que desaparezca al cabo de cierto tiempo.
Estos materiales inteligentes tienen la capacidad de ofrecer nuevas e interesantes capacidades a los robots, y es uno de los pilares de la Revolución Robótica. Incluso se podría dotar de un coeficiente intelectual a los robots, basándose en la capacidad de respuesta de los materiales y su grado de complejidad.
Actualmente, el concepto de robótica en la actualidad trabaja sobre la aplicación de diferentes materiales inteligentes que complementen a la electrónica o la computación. Por ejemplo, sistemas blandos hidráulicos, sensores y marcadores inteligentes o materiales que cambian de rigidez en base a estímulos externos.
Ejemplos de robots inteligentes en la actualidad
A continuación vemos algunos de los ejemplos de robótica más mediáticos y conocidos alrededor del mundo.
Sophia
Probablemente, es el androide más popular en el mundo. Fue creado en el año 2015 y desde entonces ha aparecido en numerosos programas y entrevistas. Sus respuestas no tienen desperdicio. Incluso parece ser capaz de argumentar, exponer dudas y ser sarcástica, aunque sea de forma involuntaria (o eso creemos).
Atlas
Atlas es un robot con estructura humanoide creado para dar soporte en operaciones de rescate. Cuenta con una fuerza sobrehumana y es capaz de funcionar de forma autónoma gracias a las cámaras y sensores que incorpora.
Big Dog
Boston Dynamics es una de las empresas más conocidas en el campo de la robótica. Una de sus primeras creaciones fue Big Dog, un robot diseñado para realizar servicios de carga y transporte en terrenos complicado o en zonas militares.
Amphibious snake
En este caso se trata de un robot con forma de serpientes que ha sido diseñado, principalmente, para realizar trabajos bajo el agua. Una de sus características es que es totalmente modular, se le pueden añadir sensores para realizar diferentes tareas, y quitar o añadir piezas para modificar su tamaño. Esto le permite ser útil para múltiples tareas, incluso (aunque no lo creas) en el interior del cuerpo humano.
Wamoeba-2R
Un robot creado por ingenieros japoneses cuyo objetivo es demostrar las posibilidades de cooperación de la rbotica con los seres humanos. Aunque se trata de un prototipo, la finalidad de este robot es sorprendente: la fabricación de una futura generación de máquinas capaces de reaccionar ante las emociones humanas.
Seguro que después de leer este artículo te debates entre pensar si la robótica será positiva para el hombre, o si será una tecnología a la que hay tener cierto respeto, o incluso temer. Solo el tiempo dirá hacia dónde avanzará y las consecuencias que tendrá su unión con la inteligencia artificial.
