La robótica es un dominio de
la inteligencia artificial que se ocupa del estudio de la creación de robots
inteligentes y eficientes.
¿Qué son los robots?
Los robots son los agentes
artificiales que actúan en el entorno del mundo real.
Objetivo
Los robots tienen como
objetivo manipular los objetos al percibir, escoger, mover, modificar las
propiedades físicas del objeto, destruirlo o tener un efecto que libere a la
mano de obra de realizar funciones repetitivas sin aburrirse, distraerse o
agotarse.
La robótica es una rama de la
IA, que se compone de ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica y ciencias de
la computación para el diseño, construcción y aplicación de robots.
Aspectos de la robótica.
• Los robots tienen una
construcción, forma o forma mecánica diseñada para realizar una tarea en
particular.
• Disponen de componentes
eléctricos que alimentan y controlan la maquinaria.
• Contienen algún nivel de
programa de computadora que determina qué, cuándo y cómo hacer algo un robot.
Diferencia en el sistema de
robots y otros programas de inteligencia artificial
Aquí está la diferencia entre
los dos:
Programas de Robots
Generalmente operan en mundos
estimulados por computadora. Operan en el mundo físico real.
La entrada a un programa de IA
está en los símbolos y reglas. Las entradas a los robots son señales analógicas
en forma de ondas de voz o imágenes.
Necesitan computadoras de
propósito general para operar. Necesitan hardware especial con sensores y
efectores.
Robot de locomoción
La locomoción es el mecanismo
que hace que un robot sea capaz de moverse en su entorno. Hay varios tipos de locomociones.
• Legged
• sobre ruedas
• Combinación de locomoción
con patas y ruedas
Locomoción de patas
• Este tipo de locomoción
consume más energía al demostrar caminar, saltar, trotar, saltar, subir o
bajar, etc.
• Requiere más cantidad de
motores para realizar un movimiento. Es adecuado para terrenos ásperos y lisos,
donde una superficie irregular o demasiado lisa hace que consuma más energía
para una locomoción con ruedas. Es difícil de implementar debido a problemas de
estabilidad.
• Viene con la variedad de
una, dos, cuatro y seis patas. Si un robot tiene varias patas, entonces la
coordinación de las patas es necesaria para la locomoción.
El número total de movimientos
posibles (a la secuencia periódica de los eventos de elevación y liberación
para cada una de las patas totales) que puede recorrer el robot depende del
número de patas.
Si un robot tiene k piernas,
entonces el número de eventos posibles N = (2k-1)!
En el caso de un robot de dos
patas (k = 2), el número de eventos posibles es N = (2k-1)! = (2 * 2-1)! = 3! =
6
Hay seis posibles eventos
diferentes:
• Levantando la pierna izquierda
• Liberación de la pierna izquierda.
• Levantando la pierna derecha
• Liberación de la pierna derecha.
• Levantando ambas piernas juntas
• Liberando ambas piernas juntas.
En el caso de k = 6 tramos, hay eventos posibles. Por lo tanto, la complejidad de los robots es directamente proporcional al número de patas.
Locomoción con ruedas
Requiere menos cantidad de motores para realizar un movimiento. Es poco fácil de implementar ya que hay menos problemas de estabilidad en el caso de un número mayor de ruedas. Es energéticamente eficiente en comparación con la locomoción en las piernas.
• Rueda estándar: gira alrededor del eje de la rueda y alrededor del contacto
• Rueda giratoria: gira alrededor del eje de la rueda y la junta de dirección desplazada.
• Ruedas suecas 45o y suecas 90o - Omni-wheel, gira alrededor del punto de contacto, alrededor del eje de la rueda y alrededor de los rodillos.
• Bola o rueda esférica: rueda omnidireccional, técnicamente difícil de implementar.
Locomoción de deslizamiento / deslizamiento
En este tipo, los vehículos utilizan pistas como en un tanque. El robot es dirigido moviendo las pistas con diferentes velocidades en la misma dirección o en dirección opuesta. Ofrece estabilidad debido a la gran área de contacto de la pista y el suelo.
Componentes de un robot
Los robots se construyen con lo siguiente:
• Fuente de alimentación: los robots funcionan con baterías, energía solar, hidráulica o neumática.
• Actuadores - Convierten la energía en movimiento.
• Motores eléctricos (CA / CC): son necesarios para el movimiento de rotación.
• Músculos neumáticos del aire: se contraen casi el 40% cuando el aire es absorbido por ellos.
• Alambres musculares: se contraen en un 5% cuando la corriente eléctrica pasa a través de ellos.
• Motores piezoeléctricos y motores ultrasónicos: los mejores para robots industriales.
• Sensores: proporcionan conocimiento de información en tiempo real sobre el entorno de la tarea. Los robots están equipados con sensores de visión para calcular la profundidad en el entorno. Un sensor táctil imita las propiedades mecánicas de los receptores táctiles de las yemas de los dedos humanos.
Visión por computador
Esta es una tecnología de IA con la que los robots pueden ver. La visión de la computadora juega un papel vital en los dominios de seguridad, protección, salud, acceso y entretenimiento.
La visión de computadora automáticamente extrae, analiza y comprende información útil de una sola imagen o una variedad de imágenes. Este proceso implica el desarrollo de algoritmos para lograr la comprensión visual automática.
Hardware del sistema de visión artificial
Esto implica
• Fuente de alimentación
• Dispositivo de adquisición de imágenes como cámara.
• un procesador
• Un software
• Un dispositivo de visualización para monitorear el sistema.
• Accesorios tales como soportes de cámara, cables y conectores
Tareas de Visión por Computador
• OCR: en el dominio de las computadoras, un software para convertir documentos escaneados en texto editable, que acompaña a un escáner.
• Detección de rostros: muchas cámaras de vanguardia vienen con esta función, que permite leer el rostro y tomar la imagen de esa expresión perfecta. Se utiliza para permitir que un usuario acceda al software en la coincidencia correcta.
• Reconocimiento de objetos: se instalan en supermercados, cámaras, automóviles de gama alta como BMW, GM y Volvo.
• Estimación de la posición: es la estimación de la posición de un objeto con respecto a la cámara como en la posición del tumor en el cuerpo humano.
Dominios de aplicación de la visión por ordenador
• agricultura
• Vehículos autónomos.
• Biometría
• Reconocimiento de personajes
• Forense, seguridad y vigilancia.
• Inspección de calidad industrial.
• Reconocimiento facial
• Análisis de gestos
• Geociencias
• Imágenes médicas
• Vigilancia de la contaminación.
• Control de procesos
• Teledetección
• robótica
• Transporte
Aplicaciones de la robótica.
La robótica ha sido fundamental en los diversos dominios, tales como:
• Industrias: los robots se utilizan para manipular material, cortar, soldar, recubrir por color, perforar, pulir, etc.
• Militar: los robots autónomos pueden llegar a zonas inaccesibles y peligrosas durante la guerra. Un robot llamado Daksh, desarrollado por la Organización de Investigación y Desarrollo de la Defensa (DRDO, por sus siglas en inglés), está en función de destruir con seguridad los objetos que amenazan la vida.
• Medicina: los robots son capaces de realizar cientos de pruebas clínicas simultáneamente, rehabilitar a personas con discapacidades permanentes y realizar cirugías complejas como tumores cerebrales.
• Exploración: los robots escaladores utilizados para la exploración espacial y los drones submarinos utilizados para la exploración oceánica son algunos de los nombres.
• Entretenimiento: los ingenieros de han creado cientos de robots para hacer películas.
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