En este trabajo desarrollaremos
lostemas de Robótica e Inteligencia Artificial, a continuación daremos
unadefinición de estos dos temas.
La noción de robótica atiende a una idea de estructura mecánica
universalcapaz de adaptarse, como el hombre, a muy diversos tipos de acciones.
La robótica,en sentido general abarca una amplia gama de dispositivos con muy
diversascualidades físicas y funcionales asociada a la particular estructura
mecánicade aquellos, a sus características operativas y al campo de aplicación
para elque sea concebido.
Todos estos factores están íntimamente relacionados, de forma que
laconfiguración y el comportamiento de un robot condicionan su adecuación
paraun campo de aplicación especifico. La robótica se apoya en gran medida en
losprogresos de la microelectrónica y la microinformática, así como en
nuevasdisciplinas como el reconocimiento de formas y la inteligencia artificial.
En cambio, la Inteligencia Artificial o IA en Español (AI en Inglés), es
unaciencia perteneciente a la rama de la Cibernética, que estudia el mecanismo
dela inteligencia humana con el fin de crear máquinas inteligentes, capaces
derealizar cálculos y de "pensar", elaborar juicios y tomar
decisiones.
Sus orígenes se remontan miles de años atrás, pues en casi todas las mitologíasexiste
algún tipo de "máquina" divina o casi divina de éstanaturaleza.
Definir su comienzo en la Edad Moderna y Contemporánea es muy difícilpues son
muchos los inventores y genios que han ido contribuyendo a crear éstasmáquinas,
Leonardo Da Vinci, Blas Pascal, Charles Babbageo Alan Turing
y uno cometería grandes errores e injusticias. Noobstante, son muchos los
especialistas en computación que en las últimas décadasconsideran como
primera máquina inteligente a la "máquina deTuring", creada por Alan
Turing.
En el trabajo que presentare a continuación se tratará de resaltar lascaracterísticas
principales de estos dos temas, ademas veremos como se fusionanestas dos ramas
de la tecnología.
2. La Robótica
Definición:
El término robótica procede de la palabra robot. La robótica es, por lotanto,
la ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo
yaplicaciones de los robots.
Otra definición de robótica es el diseño, fabricación y utilización de máquinasautomáticas
programables con el fin de realizar tareas repetitivas comoel ensamble de
automóviles, aparatos, etc. y otras actividades. Básicamente,la robótica se
ocupa de todo lo concerniente a los robots, lo cual incluye elcontrol de
motores, mecanismos automáticos neumáticos, sensores, sistemas de cómputos,etc.
En la robótica se aúnan para un mismo fin varias disciplinas confluyentes,pero
diferentes, como la Mecánica, la Electrónica, la Automática, laInformática,
etc.
El término robótica se le atribuye a Isaac Asimov.
Los tres principios o leyes de la robótica según Asimov son:
- Un robot no puede lastimar ni permitir que sea lastimado ningún ser
humano.
- El robot debe obedecer a todas las órdenes de los humanos, excepto las
que contraigan la primera ley.
- El robot debe autoprotegerse, salvo que para hacerlo entre en conflicto
con la primera o segunda ley.
Robots:
Los robots son dispositivos compuestos de sensores que reciben datos de entraday
que pueden estar conectados a la computadora. Esta, al recibir la informaciónde
entrada, ordena al robot que efectúe una determinada acción. Puede ser quelos
propios robots dispongan de microprocesadores que reciben el input de
lossensores y que estos microprocesadores ordenen al robot la ejecución de
lasacciones para las cuales está concebido. En este último caso, el propio
robotes a su vez una computadora.
Otras definiciones para robot son:
- Máquina controlada por ordenador y programada para moverse, manipular
objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los
robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida,
barata y precisa que los seres humanos. El término procede de la palabra
checa robota, que significa "trabajo obligatorio", fue empleado
por primera vez en la obra teatral de 1921 R.U.R (Robots Universales de
Rossum) por el novelista y dramaturgo checo Karel Capek. Desde entonces se
ha empleado la palabra robot para referirse a una máquina que realiza
trabajos para ayudar a las personas o efectúa tareas difíciles o
desagradables para los humanos.
- Un robot es una manipulador multifuncional reprogramable diseñado para
mover material, piezas, herramientas o dispositivos especializados a través
de movimientos programados variables para la realización de tareas
variadas. Para realizar cualquier tarea útil el robot debe interactuar con
el entorno, el cual puede incluir dispositivos de alimentación, otros
robots y, lo más importante, gente. Consideramos que la robótica abarca no
solamente el estudio del robot en sí, sino también las interfaces entre él
y sus alrededores.
- Ingenio electrónico que puede ejecutar automáticamente operaciones o
movimientos muy variados, y capaz de llevar a cabo todos los trabajos
normalmente ejecutados por el nombre.
- Manipulador multifuncional y reprogramable, diseñado para mover
materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante
movimientos programados y variables que permiten llevar a cabo diversas
tareas.
El nombre de robots es tomado del vocablo checo "robota"
quesignifica siervo y que es idéntico al término ruso que significa
trabajoarduo, repetitivo y monótono, y lo usó por primera vez el escritor
Karel Capeken 1917 para referirse en su obras a máquinas con forma humanoide.
Deriva de"robotnik" que define al esclavo de trabajo
En la actualidad, los avances tecnológicos y científicos no han permitidotodavía
construir un robot realmente inteligente, aunque existen esperanzas deque esto
sea posible algún día. Hoy por hoy, una de las finalidades de laconstrucción
de robots es su intervención en los procesos de fabricación.Estos robots, que
no tienen forma humana en absoluto, son los encargados derealizar trabajos
repetitivos en las cadenas de proceso de fabricación. En unafábrica sin
robots, los trabajos antes mencionados los realizan técnicosespecialistas en
cadenas de producción. Con los robots, el técnico puedelibrarse de la rutina y
el riesgo que sus labores comportan, con lo que laempresa gana en rapidez,
calidad y precisión.
Tipos de robots
- Robots impulsados neumaticamente: La programación consiste en la conexión
de tubos de plástico a unos manguitos de unión de la unidad de control
neumático. Esta unidad está formada por dos partes: una superior y una
inferior. La parte inferior es un secuenciador que proporciona presión y
vacío al conjunto de manguitos de unión en una secuencia controlada por el
tiempo. La parte superior es el conjunto de manguitos de unión que activan
cada una de las piezas móviles del robot. Son los más simples que existen.
Hay quien opina que a este tipo de máquinas no se les debería llamar
robots; sin embargo, en ellas se encuentran todos los elementos básicos de
un robot: estas máquinas son programables, automáticas y pueden realizar
gran variedad de movimientos.
- Robots equipados con servomecanismos: El uso de servomecanismos va ligado
al uso de sensores, como los potenciómetros, que informan de la posición
del brazo o la pieza que se ha movido del robot, una vez éste ha ejecutado
una orden transmitida. Esta posición es comparada con la que realmente
debería adoptar el brazo o la pieza después de la ejecución de la orden;
si no es la misma, se efectúa un movimiento más hasta llegar a la posición
indicada.
- Robots punto a punto: La programación se efectúa mediante una caja de
control que posee un botón de control de velocidad, mediante el cual se
puede ordenar al robot la ejecución de los movimientos paso a paso. Se
clasifican, por orden de ejecución, los pasos que el robot debe seguir, al
mismo tiempo que se puede ir grabando en la memoria la posición de cada
paso. Este será el programa que el robot ejecutará. Una vez terminada la
programación, el robot inicia su trabajo según las instrucciones del
programa. A este tipo de robots se les llama punto a punto, porque el camino
trazado para la realización de su trabajo está definido por pocos puntos.
- Robots controlados por computadora: Se pueden controlar mediante
computadora. Con ella es posible programar el robot para que mueva sus
brazos en línea recta o describiendo cualquier otra figura geométrica
entre puntos preestablecidos. La programación se realiza mediante una caja
de control o mediante el teclado de la computadora. La computadora permite
además acelerar más o menos los movimientos del robot, para facilitar la
manipulación de objetos pesados.
- Robots con capacidades sensoriales:
Aún se pueden añadir a este tipo de robots capacidades sensoriales:sensores
ópticos, codificadores, etc. Los que no poseen estas capacidades sólopueden
trabajar en ambientes donde los objetos que se manipulan se mantienensiempre en
la misma posición. Los robots con capacidades sensorialesconstituyen la última
generación de este tipo de máquinas. El uso de estosrobots en los ambientes
industriales es muy escaso debido a su elevado costo.Estos robots se usan en
cadenas de embotellado para comprobar si las botellasestán llenas o si la
etiqueta está bien colocada.
- Robots mosquitos: La cucaracha metálica se arrastra con gran destreza por
la arena, como un verdadero insecto. A pesar de que Atila avanza a 2 km/h,
tratando de no tropezar con las cosas, es «gramo por gramo el robot más
complejo del mundo», según su creador, Rodney Brooks. En su estructura de
1,6 kg y 6 patas, lleva 24 motores, 10 computadores y 150 sensores, incluida
una cámara de video en miniatura. La experimentación en operaciones quirúrgicas
con robots abre nuevos campos tan positivos como esperanzadores. La cirugía
requiere de los médicos una habilidad, precisión y decisión muy
cualificadas. La asistencia de ingenios puede complementar algunas de las
condiciones que el trabajo exige. En operaciones delicadísimas, como las de
cerebro, el robot puede aportar mayor fiabilidad. Últimamente, se ha
logrado utilizar estas máquinas para realizar el cálculo de los ángulos
de incisión de los instrumentos de corte y reconocimiento en operaciones
cerebrales; así mismo, su operatividad se extiende a la dirección y el
manejo del trepanador quirúrgico para penetrar el cráneo y de la aguja de
biopsia para tomar muestras del cerebro.
- Robot industrial: Nace de la unión de una estructura mecánica articulada
y de un sistema electrónico de control en el que se integra una
computadora. Esto permite la programación y control de los movimientos a
efectuar por el robot y la memorización de las diversas secuencias de
trabajo, por lo que le da al robot una gran flexibilidad y posibilita su
adaptación a muy diversas tareas y medios de trabajo,
El robot industrial es pues un dispositivo multifuncional, es decir, aptopara
muy diversas aplicaciones, al contrario de la máquina automática clásica,fabricada
para realizar de forma repetitiva un tipo determinado de operaciones.El robot
industrial se diseña en función de diversos movimientos que debepoder
ejecutar; es decir, lo que importa son sus grados de libertad, su campo
detrabajo, su comportamiento estático y dinámico.
La capacidad del robot industrial para reconfigurar su ciclo de trabajo,unida
a la versatilidad y variedad de sus elementos terminales (pinzas,
garras,herramientas, etc.), le permite adaptarse fácilmente a la evolución o
cambiode los procesos de producción, facilitando su reconversión.
Los robots industriales están disponibles en una amplia gama de tamaños,formas
y configuraciones físicas. La gran mayoría de los robots
comercialmentedisponibles en la actualidad tienen una de estas cuatro
configuraciones básicas:
- Configuración polar
- Configuración cilíndrica
- Configuración de coordenadas cartesianas
- Configuración de brazo articulado
La configuración polar utiliza coordenadas polares para especificarcualquier
posición en términos de una rotación sobre su base, un ángulo deelevación y
una extensión lineal del brazo.
La configuración cilíndrica sustituye un movimiento lineal por uno
rotacionalsobre su base, con los que se obtiene un medio de trabajo en forma de
cilindro.
La configuración de coordenadas cartesianas posee tres movimientos lineales,
ysu nombre proviene de las coordenadas cartesianas, las cuales son más
adecuadaspara describir la posición y movimiento del brazo. Los robots
cartesianos aveces reciben el nombre de XYZ, donde las letras representan a los
tres ejes delmovimiento.
La configuración de brazo articulado utiliza únicamente
articulacionesrotacionales para conseguir cualquier posición y es por esto que
es el másversátil.
Futuro de la robótica
A pesar de que existen muchos robots que efectúan trabajos
industriales,aquellos son incapaces de desarrollar la mayoría de
operaciones que la industria requiere. Al no disponer de unas
capacidadessensoriales bien desarrolladas, el robot es incapaz de realizar
tareas quedependen del resultado de otra anterior.
En un futuro próximo, la robótica puede experimentar un avance espectacularcon
las cámaras de televisión, más pequeñas y menos caras, y con lascomputadoras
potentes y más asequibles.
Los sensores se diseñarán de modo que puedan medir el espacio
tridimensionalque rodea al robot, así como reconocer y medir la posición y la
orientaciónde los objetos y sus relaciones con el espacio. Se dispondrá de un
sistema deproceso sensorial capaz de analizar e interpretar los datos generados
por lossensores, así como de compararlos con un modelo para detectar los
errores quese puedan producir. Finalmente, habrá un sistema de control que podrá
aceptarcomandos de alto nivel y convertirlos en órdenes, que serán ejecutadas
por elrobot para realizar tareas enormemente sofisticadas.
Si los elementos del robot son cada vez más potentes, también tendrán
queserlo los programas que los controlen a través de la computadora. Si
losprogramas son más complejos, la computadora deberá ser más potente y
cumplirnos requisitos mínimos para dar una respuesta rápida a la información
que lellegue a través de los sensores del robot.
Paralelo al avance de los robots industriales era el avance de
lasinvestigaciones de los robots llamados androides, que también se beneficiaránde
los nuevos logros en el campo de los aparatos sensoriales. De todas formas,es
posible que pasen decenas de años antes de que se vea un androide con mínimaapariencia
humana en cuanto a movimientos y comportamiento.
3. Inteligencia artificial
Historia:
Es en los años 50 cuando se logra realizar un sistema que tuvo cierto éxito,se
llamó el Perceptrón de Rossenblatt. Éste era un sistema visual
dereconocimiento de patrones en el cual se aunaron esfuerzos para que se
pudieranresolver una gama amplia de problemas, pero estas energías se
diluyeronenseguida.
Fué en los años 60 cuando Alan Newell y Herbert Simon, que trabajandola
demostración de teoremas y el ajedrez por ordenador logran crear un
programallamado GPS (General Problem Solver: solucionador general de problemas).
Ésteera una sistema en el que el usuario definía un entorno en función de
unaserie de objetos y los operadores que se podían aplicar sobre ellos.
Esteprograma era capaz de trabajar con las torres de Hanoi, así como
concriptoaritmética y otros problemas similares, operando, claro está,
conmicrocosmos formalizados que representaban los parámetros dentro de los
cualesse podían resolver problemas. Lo que no podía hacer el GPS era
resolverproblemas ni del mundo real, ni médicos ni tomar decisiones
importantes. El GPSmanejaba reglas heurísticas (aprender a partir de sus
propiosdescubrimientos) que la conducían hasta el destino deseado mediante el métododel
ensayo y el error.
En los años 70, un equipo de investigadores dirigido por Edward
Feigenbaumcomenzó a elaborar un proyecto para resolver problemas de la vida
cotidiana oque se centrara, al menos, en problemas más concretos. Así es como
nació elsistema experto.
El primer sistema experto fue el denominado Dendral, un intérprete
deespectrograma de masa construido en 1967, pero el más influyente resultaríaser
el Mycin de 1974. El Mycin era capaz de diagnosticar trastornos en la sangrey
recetar la correspondiente medicación, todo un logro en aquella época
queincluso fueron utilizados en hospitales (como el Puff, variante de Mycin de
usocomún en el Pacific Medical Center de San Francisco, EEUU).
Ya en los años 80, se desarrollaron lenguajes especiales para utilizar con
laInteligencia Artificial, tales como el LISP o el PROLOG. Es en esta épocacuando
se desarrollan sistemas expertos más refinados, como por el ejemplo elEURISKO.
Este programa perfecciona su propio cuerpo de reglas heurísticas automáticamente,por
inducción.
Definición de Inteligencia Artificial
La inteligencia artificial estudia como lograr que las máquinas realicen
tareasque, por el momento, son realizadas mejor por los seres humanos. La
definiciónes efímera porque hace referencia al estado actual de la informática.
Noincluye áreas que potencialmente tienen un gran impacto tales como
aquellosproblemas que no pueden ser resueltos adecuadamente ni por los seres
humanos nipor las máquinas.
Al principio se hizo hincapié en las tareas formales como juegos y demostraciónde
teoremas, juegos como las damas y el ajedrez demostraron interés. La geometríafue
otro punto de interés y se hizo un demostrador llamado: El demostrador
deGalenter. Sin embargo la IA pronto se centró en problemas que aparecen a
diariodenominados de sentido común (commonsense reasoning).
Se enfocaron los estudios hacia un problema muy importante denominado Comprensióndel
lenguaje natural. No obstante el éxito que ha tenido la IA se basa en lacreación
de los sistemas expertos, y de hecho áreas en donde se debe teneralto
conocimiento de alguna disciplina se han dominado no así las de sentidocomún.
Aplicaciones de la IA:
Tareas de la vida diaria:
- Percepción
- Visión
- Habla
- Lenguaje natural
- Comprensión
- Generación
- Traducción
- Sentido común
- Control de un robot
Tareas formales:
- Juegos
- Ajedrez
- Backgammon
- Damas
- Go
- Matemáticas
- Geometría
- Lógica
- Cálculo Integral
- Demostración de las propiedades de los programas
Tareas de los expertos:
- Ingeniería
- Diseño
- Detección de fallos
- Planificación de manufacturación
- Análisis científico
- Diagnosis médica
- Análisis financiero
La evolución de la I.A. se debe al desarrollo de programas para
ordenadorescapaces de traducir de un idioma a otro, juegos de ajedrez, resolución
deteoremas matemáticos, etc. Alrededor de 1950, Alan Turing desarrolló un métodopara
saber si una máquina era o no "inteligente" denominado"Test de
Turing", "en el cual un operador tiene que mantener unaconversación
en dos sentidos con otra entidad, a través de un teclado, eintentar que la otra
parte le diga si se trata de una máquina o de otro serhumano.
Sobre este test circulan muchas historias ficticias, pero nuestra favorita es
laque trata sobre una persona que buscaba trabajo y al que se le deja delante
deun teclado para que se desenvuelva solo. Naturalmente, se da cuenta de
laimportancia de este test para sus perspectivas de carrera y por lo tanto
luchavalientemente para encontrar el secreto, aparentemente sin éxito.
Pero de que sirve crear algoritmos capaces de imitar la inteligencia y
elrazonamiento humano; es aquí donde la I. A. y la Robótica tienen un punto
encomún.
La I.A. tiene aplicación en la Robótica cuando se requiere que un
robot"piense" y tome una decisión entre dos o mas opciones, es
entoncescuando principalmente ambas ciencias comparten algo en común. La I.A.
tambiénse aplica a los ordenadores, ya sean PC’s , servidores de red o
terminales dered, ya que su principal aplicación es desarrollar programas
computacionalesque resuelvan problemas que implican la interacción entre la máquina
y elhombre, es decir, las máquinas "aprenderán" de los hombres,
pararealizar mejor su labor.
Técnica de Inteligencia Artificial:
Uno de los más rápidos y sólidos resultados que surgieron en las tresprimeras
décadas de las investigaciones de la IA fue que la Inteligencianecesita
conocimiento.
Para compensar este logro imprescindiblemente el conocimiento poseé
algunaspropiedades poco deseables como:
- Es voluminoso
- Es difícil caracterizarlo con exactitud
- Cambia constantemente
- Se distingue de los datos en que se organiza de tal forma que se
corresponde con la forma en que va a ser usado.
Con los puntos anteriores se concluye que una técnica de IA es un métodoque
utiliza conocimiento representado de tal forma que:
- El conocimiento represente las generalizaciones En otras palabras no es
necesario representar de forma separada cada situación individual. En lugar
de esto se agrupan las situaciones que comparten propiedades importantes. Si
el conocimiento no posee esta propiedad, puede necesitarse demasiada
memoria.
Si no se cumple esta propiedad es mejor hablar de "datos" que
deconocimiento.
- Debe ser comprendido por las personas que lo proporcionan. Aunque en
muchos programas, los datos pueden adquirirse automáticamente (por ejemplo,
mediante lectura de instrumentos), en muchos dominios de la IA, la mayor
parte del conocimiento que se suministra a los programas lo proporcionan
personas haciéndolo siempre en términos que ellos comprenden.
- Puede modificarse fácilmente para corregir errores y reflejar los cambios
en el mundo y en nuestra visión del mundo.
- Puede usarse en gran cantidad de situaciones aún cuando no sea totalmente
preciso o completo.
- Puede usarse para ayudar a superar su propio volumen, ayudando a acotar el
rango de posibilidades que normalmente deben ser consideradas.
Es posible resolver problemas de IA sin utilizar Técnicas de IA (si
bienestas soluciones no suelen ser muy adecuadas). También es posible aplicar técnicasde
IA para resolver problemas ajenos a la IA. Esto parece ser adecuado paraaquellos
problemas que tengan muchas de las características de los problemas deIA.
Los problemas al irse resolviendo tienen entre las características de su solución:
- Complejidad
- El uso de generalizaciones
- La claridad de su conocimiento
- La facilidad de su extensión
Investigación y desarrollo en áreas de la IA:
Las aplicaciones tecnológicas en las que los métodos de IA usados
handemostrado con éxito que pueden resolver complicados problemas de forma
masiva,se han desarrollado en sistemas que:
- Permiten al usuario preguntar a una base de datos en cualquier lenguaje
que sea, mejor que un lenguaje de programación.
- Reconocen objetos de una escena por medio de aparatos de visión.
- Generar palabras reconocibles como humanas desde textos
computarizados.
- Reconocen e interpretan un pequeño vocabulario de palabras
humanas.
- Resuelven problemas en una variedad de campos usando
conocimientos expertos codificados.
Los países que han apadrinado investigaciones de IA han sido: EEUU. , Japón,Reino
Unido y la CEE; y lo han llevado a cabo a través de grandes compañías
ycooperativas de riesgo y ventura, así como con universidades, para
resolverproblemas ahorrando dinero. Las aplicaciones más primarias de la IA
seclasifican en cuatro campos: sistemas expertos, lenguaje natural, robótica
yvisión, sistemas censores y programación automática.
3. Conclusión
Por medio del trabajo que acabamos de presentar, puedo concluir que la robóticay
la inteligencia artificial van tomadas de la mano ya que la una se encarga dela
parte mecánica, y la otra de la parte analítica.
La robótica es el diseño, fabricación y utilización de máquinas automáticasprogramables
con el fin de realizar tareas repetitivas como el ensamble deautomóviles,
aparatos, etc. y otras actividades, por ello pienso que la robóticaes la parte
mecánica de una tecnología, en cambio creo que la inteligenciaartificial es la
parte analítica o la parte que determina la acción de losrobots, ya que los
robots no podrían realizar ninguna tarea sin que se lesindicara u ordenara la
tarea, por ello, aquí es donde entra la inteligenciaartificial.
Gracias a la inteligencia artificial se ha logrado que una maquina sea
capazde desarrollar áreas de conocimiento muy especificas y complicadas,
haciendoque la maquina pueda simular procesos que el hombre realiza. Pero cabe
destacarque aún no se ha logrado que una máquina piense como un humano, pienso
que unalimitación es el hecho de que el hombre es irremplazable ya que el ser
humanocuenta con una característica propia el cual es el sentido común.
Pero no podemos olvidar que el desarrollo de estas tecnologías no
pretendenreemplazar al ser humano sino que tratan de mejorar el estilo de vida
del serhumano, ya que recordemos que, por lo menos los robots hacen que el
trabajopesado sea mas facil de realizar, y que una maquina no se enferma, ni
protestas,ni se cansa y esto puede elevar su utilidad. En fin esperemos que
estas tecnologíasno se nos vaya de las manos, y que no nos perjudique, sino que
nos ayude.
Buscadores web:
www.altavista.com
www.google.com
www.copernic.com
español.yahoo
Sitios de internet:
www.aiinsti.com.es/int_art/044s.htlm
robotica.pagina.nl
robotica.uv.es (Instituto de Robotica)
Tres en raya.
Este problema se enuncia inicialmente así:
El tablero se representa por un vector de nueve componentes, donde
lascomponentes del vector se corresponden con las posiciones del tablero de
lasiguiente forma:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
Este es solo la tercera de las soluciones del libro pero es la más efectiva:
Posición- Una estructura que contiene un vector de nueve componentes
Tablero que representa al tablero, una lista de posiciones del tablero que podríaser
el siguiente movimiento, y un número que representa una estimación de
laprobabilidad de que la jugada lleve a la victoria al jugador que mueve.
El algoritmo.
Para decidir la siguiente jugada, se debe tener en cuenta las posiciones
deltablero que resultarán de cada posible movimiento. Decidir que posición es
lamejor, realizar la jugada que corresponda a esa posición, y asignar
laclasificación de mejor movimiento a la posición actual.
Para decidir cuál de todas las posibles posiciones es mejor, se realiza
paracada una de ellas la siguiente:
- - Ver si se produce la victoria. Si ocurre catalogarla como la mejor dándole
el mejor puesto en la clasificación.
- - En caso contrario, considerar todos los posibles movimientos
que el oponente puede realizar en la siguiente jugada. Mirar cual de ellos
es pero para nosotros (mediante una llamada recursiva a este procedimiento).
Asumir que el oponente realizará este movimiento. Cualquier puesto que
tenga la jugada, asignarla al nodo que se está considerando.
- El mejor nodo es el que resulte con un puesto mas alto.
Este algoritmo inspecciona varias secuencias de movimientos para
encontraraquella que lleva a la victoria. Intenta maximizar la probabilidad de
victoria,mediante la suposición de que el oponente intentará minimizar
dichaprobabilidad. Este algoritmo se denomina minimax.
El programa necesita mucho más tiempo que otras soluciones debido a que
deberealizar una búsqueda en un árbol que representa todas las posibles
secuenciasde jugada antes de realizar un movimiento. Sin embargo es superior a
los demásprogramas en algo importante: podría ser ampliado para manipular
juegos mascomplicados que las tres en raya, cualidad en que otras soluciones
fracasan.
La anterior solución es un ejemplo de l uso de una técnica de IA.
Paraproblemas muy pequeños, es menos eficiente que los métodos más directos.
Sinembargo puede usarse en aquellas situaciones e las que fallen los métodostradicionales.
Respuesta a preguntas.
En este problema se aborda la solución de un texto escrito e n español,
dehecho son preguntas que deben ser respondidas.
Sin embargo es más difícil delimitar formalmente y con precisión en quéconsiste
el problema y que constituye una solución correcta para él.
En esta parte del capítulo el problema tal vez más interesante es:
María fue a comprar un abrigo nuevo. Ella encontró uno rojo que le gustaba
deverdad. Cuando ella lo llevó a casa, ella descubrió que hacía
juegoperfectamente con su vestido favorito.
Se intenta responder a las preguntas siguientes:
¿Qué fue a comprar María?
¿Qué encontró que a ella le gustaba?
¿Compró María algo?
Nuevamente como en el problema anterior solo se mostrará la tercera de
lassoluciones:
Se transforma el texto de entrada en una forma estructurada que contiene
frasesdel textoy se combina con otras formas estructuradas que describen
conocimientopreviosobre los objetos y situaciones que aparecen en el texto.
Se usa una estructura para construir Textointegrado a partir del texto de
laentrada. Este tipo de conocimiento almacenado sobre acciones típicas
sedenomina guión. (script). En este caso por ejemplo, M es un abrigo y M' es
unabrigo rojo.
Ir de compras:
Roles: C (cliente), V (vendedor)
Props: M (productos), D (dólares)
Ubicación: L (tienda)
- C entra en L
2. C empieza a curiosear.
3. C busca un M en particular 4. C busca cualquier M interesante
5. C pide ayuda a V
7. C encuentra M' 8. C no encuentra M
9. C sale de L 10. C compra M' 11. C sale de L 12. Vuelta al paso 2
13. C sale de L
14. C se lleva M'
En la solución del problema se hace una representación estructurada
acercadel conocimiento contenido en el texto de entrada pero combinado ahora con
unarecopilación de conocimiento relacionado.
La pregunta de entrada en forma de caracteres.
El algoritmo.
Se estructura la entrada del programa utilizando tanto el conocimiento como
elmodelo del mundo.
El número de posibles estructuras será bastante grande. Aunque algunas
veces,sin embargo, es posible considerar menos posibilidades utilizando
elconocimiento adicional para filtrar las alternativas.
Con la última solución las preguntas si se pueden contestar.
El guión para ir de compras se instancia, y debido a la última frase se
formala representación de este texto usando el paso 14 del guión. Cuando el
guiónes instanciado, es seguro que M' representa en la estructura el abrigo
rojo (yaque el guión indica que M' es lo que se lleva a casa y el texto rojo
indica queel abrigo rojo es lo que se lava a casa)
Esta solución es mas potente que otras debido a que utiliza mas conocimiento.De
hecho estas son técnicas de IA. Sin embargo son necesarias ciertasadvertencias.
Las técnicas utilizadas en la última solución no son lasadecuadas para
responder adecuadamente a todas las preguntas del español. Elaspecto mas
importante que no aparece en esta solución es un mecanismo derazonamiento
general (inferencia) para poder usarlo cuando la respuesta pedidano aparece explícitamente
en la entrada del texto y sin embargo la respuesta sededuce lógicamente del
conocimiento que allí se encuentra.
Así que se puede concluir que el objetivo de las técnicas de IA es apoyarel
uso eficaz del conocimiento.
En las soluciones en las que se usan técnicas de IA se ponen de
manifiestotres que son muy importantes:
- Búsqueda. - Proporciona una forma de resolver problemas en los que no se
dispone de un método más directo tan bueno como una estructura en la que
empotrar algunas técnicas directas existentes.
- Uso del conocimiento. - Proporciona una forma de resolver problemas
complejos explotando las estructuras de los objetos involucrados.
- Abstracción. - Proporciona una forma de separar aspectos y variaciones
importantes de aquellos otros sin importancia y que en caso contrario podrían
colapsar un proceso.
El nivel del Modelo o en otras palabras: Modelar de una computadora
asimilitud del hombre:
Los esfuerzos dedicados a construir programas que lleven a cabo tareas de
lamisma forma que el hombre se dividen en dos clases: Los programas de la
primeraclase se encargan de problemas que no se adecuan mucho con nuestra
definiciónde tarea perteneciente a IA; son aquellos problemas que una
computadora puederesolver fácilmente, pero cuya resolución implica el uso de
mecanismos de losque no dispone el hombre.
La segunda clase de programas que intentan modelar lo humano, son aquellosque
realizan tareas que se adecuan claramente con nuestra definición de tareasde IA
. Hay cosas que no son triviales para una computadora.
Entre las razones para modelar la forma de trabajar humana están:
- - Verificar las teorías psicológicas de la actuación humana.
- - Capacitar a las computadoras para comprender el razonamiento
humano.
- - Capacitar a la gente para comprender a las computadoras.
- - Explotar el conocimiento que se puede buscar en el hombre.
Criterios de determinación del éxito.
Una pregunta importante a resolver en toda investigación científica o
deingeniería es: ¿Cómo sabremos si hemos tenido éxito?
La inteligencia artificial formula la pregunta: ¿ Cómo sabemos si
hemosconstruido una máquina inteligente?.
En 1950 Alan Turing propuso un método para determinar si una máquina es
capazde pensar. Este método es conocido como el test de Turing. Para realizarlo
senecesitan dos personas y la máquina que se desea evaluar. Una de las
personasactúa como entrevistador y se encuentra en una habitación, separado de
lacomputadora y de la otra persona. El entrevistador hace preguntas tanto a
lapersona como a la computadora mecanografiando las cuestiones y recibe
lasrespuestas de igual forma.
El entrevistador solo las conoce por A y B y, debe tratar de determinar
quienes la persona y quien es la máquina. El objetivo de la máquina es hacer
creeral entrevistador que es una persona, si lo consigue, se concluye que la máquinapiensa.
Sin embargo mucha gente piensa que habrá que pasar mucho tiempo para que
unamáquina pueda superar el test de Turing. Algunos piensan que nunca lo harán.
La inteligencia artificial es un área realmente interesante, con ella
sepretende desde mi punto de vista hacer las cosas mejor de lo que se hacen.
Las técnicas que se usan para resolver problemas son a menudo más
efectivasque los métodos directos porque tienden a buscar mas opciones, mas
caminos queun método convencional.
Es obvio que aún no se ha logrado que una máquina piense totalmente
comohumano. Se ha comprobado que son capaces de desarrollarse en áreas
deconocimiento muy específicas y complicadas, de ahí los sistemas expertos
perono así en algo aparentemente sencillo pero que solamente es una característicapropia
de los seres humanos o al menos hasta el momento: el sentido común. Sinembargo
es interesante saber que una máquina puede simular procesos que elhombre haría
bien si no tuviera herramientas naturales tan limitadas como lamemoria.
Una computadora si puede hacerlo, es decir simula hacer lo que el hombre nopuede
por limitaciones y eso hace precisamente que su utilidad sea tanta.
Si embargo hay algo que en lo personal pienso que es peligroso. En el
momentoen que nosotros le demos el poder total a la máquina de pensar no
sabemos sipodría intentar defenderse de nuestro mando o si con eso no le quitaríamostrabajo
a una gran cantidad de gente por la sencilla razón de que unacomputadora sería
capaz de desarrollar un trabajo mas eficiente y rápido.
Una máquina no se enferma, ni se cansa ni protesta y eso puede elevar los índicesde
plusvalía. En fin la IA es muy joven aún como para temerle pero ojalá nose
nos vaya de las manos.
Glosario.
Artificial. - Hecho por el hombre. Carente de naturalidad.
Instancia. - Memorial, solicitud. Por la primera vez. El primer ímpetu.
Inteligencia. - Facultad intelectiva. Capacidad de conocimiento. Comprensión,acto
de entendimiento. Sentido en que se puede interpretar una expresión osentencia.
Modelo. - Ejemplar, forma, que se propone quien ejecuta una obra, artística ode
otra índole. Lo que se debe imitar por su perfección, en lo intelectual
omoral.
Técnica. - Conjunto de procedimientos de una ciencia o arte. Habilidad parausar
procedimientos y recursos.
Inteligencia Artificial.
Segunda edición.
Elaine Rich*Kevin Knight
Ed. Mc Graw Hill.
Inteligencia Artificial
Cuando la computación empezó a surgir como una ciencia, se empezaron a
darcuenta de que los robots podía realizar tareas mucho más complejas de lo
queellos imaginaban; se interesaron en el concepto del
"razonamientoHumano"; se dieron cuenta de que si pudieran
"aprender" de sumedio, se podría realizar el sueño de cualquier
científico de aquella época:crear vida artificial, y de esta manera hacer que
los robots pensaran y pudieranrazonar.
Arriba, una imagen del proyecto Robokoneko del Japón, extraída de larevista
New Scientist Magazine.
Nuestro propio cerebro es un maravilloso modelo a emular conformado por
redesde "algoritmos genéticos" que estrujan símbolos, entregando
comorespuestas soluciones a problemas. Estas redes son empleadas para crear prótesise
incluso miembros que se adaptan a los músculos humanos y para el desarrollode
robots: comenzando por "gatos electrónicos", ver al respecto elartículo
Robot Kitty publicado en Septiembre 1997 en la revista PC
Magazine,http://web-e6.zdnet.com/pcmag/news/trends/t970916b.htm y algo más
actualizadoen http://www.robotbooks.com/robotkitten.htm , el proyecto Robokoneko
del Japónhttp://www.hip.atr.co.jp/~degaris/papers/icannga99/node12.html y como
noticia dela BBC de Londres del 7 de Enero del año 1999.
Robokoneko es un robot japonés al cual se le va a conectar el
cerebroartificial más ambicioso desarrollado hasta el momento, en construcción
porGenobyte, un laboratorio de Boulder, Colorado. Este cerebro ideado por Hugo
deGaris de Advanced Telecommunications Research en Kyoto, Japón,
contieneaproximadamente 40 millones de neuronas artificiales, un volumen enorme
encomparación con lo poco más de unos pocos centenares con que suelen
trabajarlos expertos en IA. El dispositivo electrónico de base es un chip
especialdenominado Compuerta Matricial de Campo Programable (FPGA, field
programmablegate array), construidos por Xilinx, una empresa de San José.
California, en elque las conexiones entre transistores pueden ser alteradas.
CAM puede correr sobre 72 FPGA’s y en cualquier momento
estosdispositivos pueden actuar como un módulo conteniendo 1152
neuronasinterconectadas. Esos dispositivos pueden ser repetidamente configurados
deforma de representar 32,768 módulos diferentes. El cerebro recuerda cómo los
módulosse conectan entre si y usa sus salidas como entrada de otros. Un ciclo
completoa través de estos módulos, representando 37,7 millones de neuronas
puederepetirse 300 veces cada segundo!.
Para modelar el cerebro, su creador usó alrededor de 450 millones de célulasautónomas,
representando componentes tales como neuronas y sus axones ydendritas que las
conectan entre si. Cada celda consiste de varios transistoresdentro de un FPGA.
Las redes neuronales deben ser sintonizadas para realizar tareasparticulares.
Ningún ser humano podría programar el ajuste de éstas redes porsu extrema
complejidad, el que es generado mediante simulación "biológica".A
través de mutaciones al azar y crecimiento del material genético quedescribe a
la red, el programa evoluciona a lo largo de muchas generaciones paraobtener un
diseño óptimo.
Roboneko no será terminado hasta que su comportamiento haya
sidocompletamente estudiado. Algunos investigadores ponen en duda éste
magaproyecto en cuanto a comprender mejor los misterios fundamentales
delconocimiento, tal como el cerebro humano construye su imagen del mundo.
Elproblema es que estos rompecabezas no lo son por el hecho de que
nuestrosmodelos neurales no son suficientemente grandes, arguye Igor Aleksander,
uningeniero de sistemas del Colegio Imperial de Londres.
Los desarrolladores de CAM admiten que no pueden predecir como va
aoperar cuando sea conectado a Roboneko pero esperan que sea la primera vez
queun robot opere en función de los estímulos externos para desarrollar
unainteligencia similar a la de los animales. Esto es lo que aportan éstas
redesneurales de alta complejidad, un mayor grado de relevancia biológica,
expresaMichael Korkin de Genobyte.
El cerebro de un gato
El cerebro consiste en una estructura neuronal artificial en red capaz
demodificar sus conexiones por sí misma –hardware evolutivo- de modo
deencontrar la forma óptima de resolver respuestas del gato ante estímuloscotidianos.
Por ahora éste prototipo "solo" tiene un millón deneuronas, debiendo
llegar a los 100 millones para poder contar con un cerebro másparecido al del
gato común y corriente.
Robotica:
1 ¿De dónde proviene el término robot?
El nombre de robots es tomado del vocablo checo "robota" que
significasiervo y que es idéntico al término ruso que significa trabajo
arduo,repetitivo y monótono, y lo usó por primera vez el escritor Karel Capek
en1917 para referirse en su obras a máquinas con forma humanoide.
2 ¿Qué es un robot industrial?
Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable diseñadopara
desplazar materiales, piezas, herramientas o dispositivos especialesmediante
movimientos programados variables para la ejecución de una diversidadde tareas.
3 Según la Robotics Industries Association (RIA), ¿Qué es un
robotindustrial?
Un robot industrial es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñadopara
mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, a travésde
movimientos variables programados para la ejecución de diversas actividades.
4 Es extensa la analogía humana de un robot industrial ¿Por qué?
Hoy la analogía humana en referencia a un rubor industrial es muy exacta
porquecada vez mas se parecen los robots a los humanos y tienen un
comportamientoparecido. Así mismo encontramos algunas máquinas que operan en
un lugar fijodentro de una fabrica. Los avances han ido en aumento con esto
mismo existenatributos similares a los humanos, es decir, grandes capacidades,
mayorinteligencia, un alto nivel de destreza manual y menores limitantes en el
gradode movilidad. Esto denota las tendencias de crecimiento y desarrollo
haciamayores capacidades parecidas a las humanas.
5 ¿Cuál fue de las primeras obras donde se dio un concepto humanoide a
losrobots?
Una novela de Mary Sheiley, publicada en Inglaterra en 1817, Con el títuloFrankenstein,
la narración se refiere a los esfuerzos de un científico, eldoctor
Frankenstein, para crear un monstruo humanoide que luego produjo estragosen la
comunidad local.
6 ¿Cómo relaciona la obra el concepto humano hacia el robot?
Qué es un ser sensible, que tiene movimientos propios y decisiones propias.
7 ¿Qué obra dio lugar al término robot?
Una obra checoslovaca publicada en el año 1917 por Karel Capek,
denominadaRossum's Universal Robots, dio lugar al termino robot.
8 ¿Cómo se aplica el término robota en la obra?
La palabra checa robota significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando
setradujo al inglés se convirtió en el término robot. La historia se refiere
aun brillante científico llamado Rossum y su hijo que desarrollaron un
asustancia química que es similar al protoplasma. Ellos usaron la sustancia
paramanufacturar robots. Su plan era que los robots sirvieran para obedecer
ordeneshumanas y así realizar labores típicas. Rossum continua para hacer
mejoras enel diseño de los robots eliminando organos innecesarios. Finalmente
desarrollarun ser perfecto.
9 ¿Cuál es la imagen de Issac Asimoy de un robot en su obra?
La imagen de un robot que aparece en su obra es la de una máquina bien diseñaday
con una seguridad garantizada. Que se desarrolla de acuerdo a tres
principios:Los 3 principios son llamados como las 3 leyes de la robótica.
10 ¿A quién se le atribuye el término robótica?
Isaac Asimov.
11 ¿Cuáles son los tres principios o leyes de la robótica según Asimov?
Un robot no puede lastimar ni permitir que sea lastimado ningún ser humano.
El robot debe obedecer a todas las órdenes de los humanos, excepto las
quecontraigan la primera ley.
El robot debe autoprotegerse, salvo que para hacerlo entre en conflicto con
laprimera o segunda ley.
12 Alrededor del siglo XVIII y al XIX, ¿Qué dispositivos mecánicos
secrearon con características de robot?
A mediados de los años 1700 Jaques de Vaucanson construyó varios músicos
detamaño humano. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para
unpropósito específico: la diversión. En 1805, Henri Mailardet construyó
unamuñeca que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como
el<programa> para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar.
Hayotras invenciones mecánicas durante la revolución industrial,
13 ¿Quiénes participaron en estas creaciones?
Jacques de Vaucanson, Henri Mailardet.
14 ¿En qué consiste la telequerica y que ventajas proporciona
unteleoperador?
Consiste en la utilización de un manipulador remoto controlado por un
serhumano. El teleoperador puede permanecer en un lugar seguro; no obstante
mirandoa través de una ventana de cristal plomado o mediante televisión en
circuitocerrado, el operador puede guiar los movimientos del brazo remoto.
15 ¿Que constituye la base para un robot moderno?
La combinación del control numérico y la telequéríca.
16 ¿Quiénes lograron la confluencia de estas dos tecnologías?
Ciril Walter Kenward y George C. Devol.
17 ¿Cuáles son las invenciones desarrolladas por George Devol?
1) Un dispositivo para grabar magnéticamente señales eléctricas
yreproducirlas para controlar una máquina.
2) Se denomina <Transferencia de Artículos Programada>.
18 ¿Cómo llego a involucrarse Joseph F. Engelberg a la robotica?
Se graduó en la universidad de Columbia en Física en 1949. Siendo
estudiantehabía leído con fascinación varias de la novelas de Asimov. A
mediados de losaños 50 era el ingeniero jefe para una división aeroespacial de
una compañíalocalizada en Stanford, Connecticut. La división estaba dedicada
a la obtenciónde controles para motores de propulsión a chorro. En
consecuencia, en elmomento en que tuvo lugar en una reunión en 1956, estaba
predispuesto, por suformación, afición y ocupación, hacia la robótica. De
forma casual, se reunióncon George Devol, durante la conversación Devol habló
a Engelberg sobre suinvención y ambos iniciaron conversaciones sobre la
posibilidad decomercializar la invención.
19 ¿Qué otras contribuciones hubo en el campo de la robótica? ¿Cuales
yquien los desarrollo?
1961-Ford Motor Company, para descarga de una máquina de fundición en troquel.
1966-Trallsa construyo e instaló un robot para pintura en spray.
1971-Universidad de Stanford desarrollo un poderoso robot eléctrico
paraarmamento.
1974-Kawasaki instaló un robot para la operación de soldadura de motocicletas.
1975-Olivetti utilizó un robot para el ensamblaje de operaciones.
1978-Puma introdujo un robot programado basado en el diseño de General Motors.
1982-IBM introdujo el robot ensamblador RS-1 basado en la automatización.
20 ¿Cuáles son los componentes principales de un robot?
Brazo mecánico.
Controlador.
Equipo de enseñanza.
Unidad de potencia externa.
Órgano terminal.
Sensores.
Cinta o Disco.
21 ¿Cuáles son las características de un robot?
Un robot industrial es un manipulador reprogramable y multifuncional, diseñadopara
mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, a travésde
movimientos variables programados para la ejecución de diversas actividades.
22 ¿Cuáles son las configuraciones más comunes de los robots, definirlas
eilustrarlas?
Configuración polar.
Configuración cilindrica.
Configuración de coordenadas cartesianas.
Configuración de brazo articulado.
23 Defina la configuración tipo Scara e ilustrarla
Brazo articulado solo que sus articulaciones de codo y hombro son en el
ejehorizontal.
Selective Compliance Assembly Robot Arm.
Proporciona rigidez al brazo en dirección vertical pero elasticidad en el
planohorizontal.
Ideal para montaje.
24 ¿Cuál fue el primer lenguaje comercial y donde se desarrollo?
VAL, Unimation. Inc. por Victor Scheinman y Bruce Simano.
25 ¿Actualmente cómo suele considerarse el campo de la robótica?
Hoy en día en la Robótica, a pesar de que existen muchos robots que efectúantrabajos
industriales, aquellos son capaces de desarrollar la mayoría deoperaciones que
la industria requiere. Al no disponer de una capacidadessensoriales bien
desarrolladas, el robot es incapaz de realizar tareas quedependen del resultado
de otra anterior. Si los elementos del robot son cada vezmás potentes, también
tendrán que serlo los programas que los controlen através de la computadora.
Si los programas son más complejos, la computadoradeberá ser más potente y
cumplir unos requisitos mínimos para dar unarespuesta rápida a la información
que le llegue a través de los censores delrobot. Paralelo al avance de los
robots industriales será el avance de lasinvestigaciones de los robots,
llamados androides, que también se beneficiaránde los nuevos logros en el
campo de los aparatos sensoriales. De todas formas,es posible que pasen decenas
de años antes de que se vea un androide con mínimaapariencia humana en cuanto
a movimientos y comportamiento. Se puede decir quela Robótica no solo es un
campo a desarrollar, sino que en base a ella se van asostener el funcionamiento
de la gran mayoría de las actividades a realizar ennuestro futuro cercano.
26 ¿Porqué es previsible un incremento de instalaciones robóticas y
queotras razones existen para determinar un incremento en el mercado de la
tecnologíade la robótica?
En 1987 era predecible un incremento de la tasa de crecimiento en Estados
Unidosdebido a varios factores.
En primer lugar, había más personas en la industria que tenían conocimientode
la tecnología y de su potencial para aplicaciones de utilidad.
En segundo lugar, la tecnología de la robótica mejorará en los próximos añosde
manera que hará los proyectos de aplicaciones de robots más amistosos conlos
usuarios, más fáciles de interconectar con otro hardware y más sencillosde
instalar.
En tercer lugar a medida que crece el mercado, previsibles economías de
escalaen la producción de robots para proporcionar una reducción en el
preciounitario, lo que hará los proyectos de aplicaciones de robots más fáciles
dejustificar.
En cuarto lugar, se espera que el mercado de la robótica sufra una expansión másallá
de las grandes empresas, que ha sido el cliente tradicional para estatecnología,
y llegue a las empresas, de mediano tamaño y pequeño.
27 ¿En qué año se estimó el incremento de ventas de robots y cual fue
elporcentaje?
En 1988 y con un porcentaje de 40%
28 ¿Cuál es la vida media de un robot?
7 años.
29 ¿Cuáles son algunos atributos que algunos robots tendrán en el futuro?
Serán unidades móviles con uno o más brazos, capacidades de sensores múltiplesy
con la misma potencia de procesamiento de datos y de cálculo que las
grandescomputadoras actuales. Serán capaces de responder a órdenes dadas con
vozhumana. Así mismo, serán capaces de recibir instrucciones generales
ytraducirlas, utilizando inteligencia artificial, en un conjunto específico
deacciones requeridas para llevarlas a cabo. Podrán, oír, palpar, aplicar
unafuerza media con precisión a un objeto y desplazarse por sus propios medios.
30 ¿Cuál es la primera función del sistema de control del robot?
Controlar en forma simultánea los diversos ejes de un robot.
31 ¿Cuál es la función del controlador?
Controlar el manipulador de acuerdo a lo que el usuario programó para
ejecutarla actividad prescrita. El controlador de un robot no sólo puede
emplearse paracontrolar el robot en si mismo, sino que también puede funcionar
como uncontrolador de una célula de trabajo, a través de las interfaces con
otrosequipos diversos.
32 ¿Qué función tiene el microprocesador en casi todos los robots
actualesy como suele estar formado el controlador?
Están dispuestos en forma jerárquica con una microcomputadora en el nivel másalto,
la cual sirve como una computadora supervisora. En el nivel más bajo,
haymicroprocesadores que funcionan como controladores para cada grado de
libertaddel robot y este nivel contiene también un amplificador de potencia,
unconvertidor de señales digitales a señales analógicas (DAC) y un
codificadorde articulación para la retroalimentación.
33 ¿Qué función tiene el actuador?
Proporcionan la potencia para mover las articulaciones de un robot, por
logeneral son dispositivos neumáticos, hidráulicos o eléctricos.
34 ¿Con que dispositivos se pueden accionar el controlador y el actuador?
Controladores
Existen 4 acciones básicas de control que pueden ser usadas de maneraindividual
o en combinación para proveer seis tipos diferentes decontroladores:
On-Off. Proporcional. Integral.
Proporcional Integral (P-I).
Proporcional Derivado (P-D).
Proporcional Integral Derivado (P-I-D).
Actuadores.
Los actuadores son dispositivos que proveen la fuerza motriz a las juntas
delrobot. Generalmente obtienen su poder de una de estas tres fuentes:
airecomprimido, fluido presurizado o electricidad. Son comúnmente
llamadosactuadores neumáticos, hidráulicos o eléctricos respectivamente.
Los elementos necesarios para un controlador son: juntas
servocontroladoras,juntas amplificadoras de poder, procesador matemático,
procesador ejecutador,memoria de programa, dispositivo de input. El número de
juntasservocontroladoras y juntas amplificadoras de poder corresponden al número
dejuntas en el manipulador. Se pueden organizar de la siguiente manera:
Los comandos de movimiento son ejecutados por el controlador desde dos
fuentes:input operador o memoria de programa.
En el primer caso, un operador input envía al sistema una señal usando
undispositivo input como lo puede ser un teach pendant o una terminal CRT, o
bienpuede ser que los comandos bajen al sistema desde un programa de
memoriacontrolado por un procesador ejecutador.
En el segundo caso, el set de comando debe ser previamente programado en
lamemoria usando un dispositivo de operador input. Para el comando motriz
elprocesador ejecutador informa al procesador matemático de los cálculos de
latransformación combinada que deben ser hechos. Cuando las
transformacionescomputadas son completadas, el procesador ejecutador bajan los
resultados a lajunta de controladores en posición de comando. Cada junta de
controlador despuésdirige a su actuador correspondiente por medio del
amplificador de poder.
35 ¿Cuántas acciones básicas de control se utilizan para proporcionar
losseis tipos más comunes de controladores?
4: Control todo o nada, control proporcional, control derivativo,
controlintegral.
36 ¿Cuáles son los seis tipos básicos de control y describa cada uno?
Todo o nada
Proporcional
Integral
Proporcional integral (P-I)
Proporcional derivativo (P-D)
Proporcional integral derivativo (P-I-D)
37 ¿Cuáles son los principales sensores utilizados en los robots?
Sensores táctiles.
Sensores de proximidad y de alcance.
Sensores diversos y sistemas basados en un sensor.
Visión de máquina.
38 De a su sistema de control como se clasifican los robots. Defina cada uno
El tipo de control más simple es el robot no servocontrolado o de
secuencialimitada. Para un control más complejo y una mayor flexibilidad, la prácticaindustrial
actual emplea robots servocontrolados. Los robots no servocontroladostambién se
conocen como robots de secuencia limitada, robots de punto final,robots de
selección y colocación o robots bang-bang. Este tipo de robot escontrolado por
medio de una fijación de paros mecánicos o de cambios límitesque establecen
los puntos finales del recorrido de cada articulación. Lapreparación mecánica
para proporcionar la posición y la secuencia de losparos adecuados sirve más
como un enfoque rudimentario de programación, quecomo un lenguaje intensivo de
programación de robots por computadora. Elservocontrol de un robot industrial
se lleva a cabo por medio de una comparaciónde la información retroalimentada
con la entrada de las instrucciones, de talmodo que permita un seguimiento de la
trayectoria deseada, es decir, un sistemade circuito cerrado. La información de
retroalimentación sobre la posición,la velocidad u otras variables físicas,
se proporciona al controlar en formacontinua las variables de interés.
39 De acuerdo a su sistema de impulsión como se clasifican los robots.Defina
cada uno.
Eléctricos.
Características:
Impulso eléctrico.
Alta repetibilidad.
Baja capacidad de carga.
Volumen de trabajo pequeño.
Neumáticos.
Características:
Impulsado por aire.
De regular a alta repetibilidad.
Capacidad de carga baja.
Volumen de trabajo pequeño.
Inconveniente con respecto a la fuga de aire.
Hidráulico.
Características:
Baja repetibilidad.
Alto volumen de trabajo.
Alta capacidad de carga.
Inconveniente, la fuga del fluido que es regularmente aceite.
40 ¿Cuáles son las aplicaciones más comunes de los robots, mencionando
losprincipales países y el parque de robots con que cuentan?
El mayor número de aplicaciones en los que se utilizan los robots en
estostiempos son en la industria automotriz, en soldadura, pintado
con"spray". Este tipo de robots constituye la clase más grande de
robotsindustriales en EU. Incluso algunos autores sugieren que cerca del 90% de
losrobots industriales en EU constituyen este tipo de aplicaciones. Entre los paísesmas
sobresalientes en la robótica se encuentran USA, Japón, Francia, Alemaniae
Inglaterra
Realidad O Ficcion
Inteligencia Artificial
Mauricio Reina -Revista Inter-cambio
La inteligencia artificial avanza a pasos agigantados. Máquinas que
piensan,sienten y tienen conciencia: ¿ficción o realidad?
La película Inteligencia Artificial ha revivido una vieja inquietud. Se tratade
una pregunta que ha rondado a la humanidad desde antes de que conociéramosla
amplia galería de máquinas inteligentes que nos ha traído el cine,encabezadas
por el sensible C3PO de La guerra de las galaxias y el voluntariosoHal de 2001
Odisea del Espacio. Es un interrogante que surgió en algún momentoincierto
entre el año 250 a. de C., cuando se dice que un físico griego inventóla
clepsidra, el más antiguo ancestro de los robots actuales, y 1950, cuandoIsaac
Asimov escribió el libro de relatos I robot que llamó la atención delmundo
sobre lo que podría ser un futuro habitado por robots humanoides.
La pregunta es simple: ¿llegará el día en que exista un robot que
puedaemular a un ser humano? En otras palabras, ¿podrá el hombre construir algún
díauna máquina que piense, sienta y tenga conciencia? La simple mención de
esosinterrogantes suele generar un debate apasionado en el que pocos
permanecenneutrales: los escépticos responden con un no rotundo, mientras los
humanistasse agarran los pelos con indignación y los científicos asienten
conentusiasmo. Y es que detrás de esas preguntas se esconden otras aún másinquietantes,
que llevan a cuestionar la superioridad del ser humano sobre lafaz de la tierra,
la existencia de un creador y la trascendencia misma delhombre en el universo.
Por eso no es raro que Inteligencia Artificial suscite reacciones
encontradasentre los que la ven. Algunos la consideran una estupidez, otros una
herejía yalgunos más una obra visionaria. Al fin y al cabo no es fácil
mantenerseneutral ante la historia que plantea la película: en un futuro remoto
un científicoha logrado construir un robot de apariencia de niño, que tiene la
capacidad deamar y que debe reemplazar al hijo desahuciado de una pareja. Cuando
su nuevamadre lo abandona, el robot niño se embarca en una odisea en busca del
amormaterno que lo llevará a sobrevivir a la destrucción misma de la
humanidad.
Para indagar sobre la posibilidad de que exista un robot con característicashumanas,
decidí empezar por preguntarle a alguien que estuviera familiarizadocon el
tema. La primera pregunta fue directa:
- ¿Puede un robot pensar?
- Naturalmente: yo pienso todo el tiempo.
Quien responde es Chatbot, un robot que se presenta a sí mismo como "elúltimo
resultado de la inteligencia artificial, capaz de reproducir lasaptitudes del
cerebro humano con la mayor velocidad y precisión", y queconversa con
cualquiera que entre a la página web de la película InteligenciaArtificial
(aimovie.warnerbros.com). Si bien las respuestas de Chatbot algunasveces dejan
mucho que desear (cuando dudó ante uno de mis interrogantes y lepregunté si
estaba en problemas, me respondió que no, que estaba en SanFrancisco...), sus
afirmaciones abren la puerta al fascinante mundo de las máquinascon características
humanas.
Soy inteligente
Hoy en día la idea de una máquina inteligente no sorprende a casi nadie.Muchos
de los aparatos con los que interactuamos cotidianamente tiene algúndispositivo
"inteligente", en el sentido en que procesan una situacióny
reaccionan ante ella. Cosas de la vida diaria, como el sistema de inyecciónde
gasolina de un carro, el sistema de distribución de llegada de los vuelos deun
aeropuerto o el oponente de un juego de video, usan mecanismos deinteligencia
artificial.
Pero hay un gran trecho entre diseñar aparatos que puedan desempeñarlabores
concretas y pretender emular la capacidad mental del ser humano. ¿Quéopinan
los expertos en el cerebro humano acerca de la posibilidad de que algúndía
exista una máquina capaz de pensar? Cuando le pregunté al destacadoneurocientífico
colombiano Rodolfo Llinás, me respondió que no tenía ningunaduda de que algún
día se podrá construir un robot capaz de pensar. Además medio una opinión
que demuestra que no habría muchas diferencias entre un robotde ese estilo y un
ser humano: "si partimos de la base de que un robot esun sistema material
con una arquitectura de cierto tipo, que le permite tener imágenesinternas de
la realidad y actuar sobre ellas, los seres humanos también somosrobots".
Muchos afirmarán que una cosa son los humanos en su condición de seresvivos
y otra muy distinta los robots en su condición de máquinas. Pero ¿es
lacapacidad mental una característica exclusiva de un ser vivo como el hombre?
¿Puedeun sistema artificial tener una mente? Según explica Llinás en su libro
I ofthe vortex, "los computadores como los conocemos hoy no parecen
estarlistos para tener una mente, pero eso puede deberse a limitaciones en su
diseñomás que a cualquier restricción teórica de una mente
creadaartificialmente". Y es que para Llinás el principal obstáculo que
se debesuperar para construir un computador con capacidad mental tiene que
versolamente con problemas de diseño. De hecho, en su libro se pregunta si algúndía
un computador podrá pensar, y su respuesta es contundente: "Sí, podrápensar.
Y lo hará."
Pero si bien muchos científicos tienen la certeza de que el hombre podráconstruir
un robot inteligente, el consenso es menor cuando se trata de calcularel plazo
en que se lograría. Según afirmó Bill Joy, cofundador de SunMicrosystems, en
su polémico artículo Porqué el futuro no nos necesita,publicado en la revista
Wired al año pasado, "los avances esperados en lacapacidad computacional
parecen posibilitar la construcción de un robotinteligente hacia el año
2030". Otros son más cautos y no se comprometencon fechas. Rodney Brooks,
director del Laboratorio de Inteligencia Artificialdel Massachusetts Institute
of Technology (MIT), dijo hace poco en unaentrevista a los productores de la película
Inteligencia Artificial: "En20 o 30 años tendremos suficiente poder
computacional para crear un robot conla capacidad de un cerebro humano. Pero ¿tendremos
los algoritmos para hacerlofuncionar correctamente? No sé si los tendremos en
20, 30 o 200 años..."
Puedo sentir
Las posibilidades de la mente humana van mucho más allá de la capacidad
depensar. Si en algo parece haber consenso en el complejo y siempre abierto
debatesobre la mente, es en que entre sus principales características figuran
lacapacidad de pensar, la posibilidad de sentir, la voluntad y la conciencia.
Hasta hace poco los mayores esfuerzos de las investigaciones
sobreinteligencia artificial se habían encaminado exclusivamente a conseguir
que unamáquina pensara. Esta tendencia fue, en parte, la respuesta a lo que el
mercadopedía –en especial, máquinas que pudieran desempeñar labores
productivas-,pero también fue el resultado de una cierta estigmatización de
lossentimientos por parte de los científicos, que los identificaban como
unaespecie de obstáculo para pensar y un lujo de los humanos sin
utilidadaparente.
Todo empezó a cambiar a mediados de la década de los 90 cuando
AntonioDamasio, profesor de la Universidad de Iowa, mostró en su libro El error
deDescartes cómo un individuo que carece de la capacidad de sentir
emocionespierde buena parte de su habilidad para razonar. Este hallazgo señaló
un nuevocamino para las investigaciones sobre inteligencia artificial. Uno de
los robotsque mayor popularidad ha logrado en los últimos años ha sido Kismet,
unprototipo desarrollado en el Laboratorio de Inteligencia Artificial del
MIT,que, a diferencia de otros robots diseñados para desarrollar tareas
rutinarias,tiene la capacidad de establecer conexión emocional y social con los
humanos.
Según Juan David Velásquez, un ingeniero colombiano que trabaja en MIT yque
participó en el diseño del sistema de emociones que usa Kismet, el cambiode
enfoque de la inteligencia artificial ha sido radical (ver recuadro)."Antes
se buscaba la acumulación de conocimientos en la máquina paradotarla de un
modelo del mundo. Pero si el mundo es el mejor modelo, ¿para quémodelarlo
dentro de un robot? Ahora se busca que la inteligencia artificial seamás
reactiva al mundo real. Para lograrlo hay que resolver la interacciónentre la máquina
y el hombre, y el desarrollo de sistemas de emociones en losrobots ha sido el
camino para avanzar en este tema."
Pero si bien la inteligencia artificial avanza en lograr que un robot
emulelas reacciones emocionales de un ser humano, eso no quiere decir
necesariamenteque se pueda conseguir que una máquina sienta en el sentido
estricto de lapalabra. Para el psicoanalista Simón Brainsky "no es
concebible un robotque pueda moverse por afectos, porque ellos suponen un nivel
de sentimientos quees exclusivo de los seres vivos". Los rasgos exclusivos
del ser humano iríanincluso más allá. Según Brainsky, quien aclara que habla
exclusivamente desdela perspectiva psicoanalítica, "el ser humano es el único
animal que sueña,hace abstracciones, construye utopías y tiene
conciencia".
Soy consciente
Para muchos, la característica distintiva esencial del ser humano es
laconciencia, ese rasgo psicológico que fuera definido por el filósofo
JohnLocke como la "percepción de lo que pasa en la mente del
individuo".Y es que una cosa es lograr que un robot pueda desarrollar
procesos depensamiento y emular los sentimientos humanos, y otra muy distinta es
conseguirque sea consciente de lo que está haciendo.
¿Puede un sistema que carece de vida, como un robot o un computador,
tenerconciencia? Según afirma en su libro Rodolfo Llinás, "la biología,
consu asombrosa complejidad, no es distinta de cualquier otra cosa que siga
lasleyes de la física (...) Con la arquitectura funcional adecuada
probablementepodríamos generar conciencia en un amplio conjunto de entes ajenos
al ámbitode la biología."
Héctor Abad, quien combina su oficio de escritor con el de juicioso y
agudoseguidor de los debates científicos, tiene su propia posición acerca de
sipuede existir un robot con conciencia. "Nadie sabe bien qué es
laconciencia. Es una cosa indefinida y, a diferencia de otros fenómenos que
unoobserva en el mundo, no parece una cosa operacional, una simple suma
deinformaciones. Uno no sabe bien cuándo se da la conciencia. Una máquina
dememoria inmensa da la ilusión de ser consciente, pero no lo es, aunque nos
engañea todos. ¿Qué la hace consciente si nadie lo puede distinguir? Ese es
unproblema insoluble. Va a haber máquinas que se van a comportar como si
fueranconscientes. Y al no poder distinguirlo cuando las hagamos, el problema de
sison conscientes o no va a resultar menos importante. Cuando simulen a un
serhumano en muchas cosas, y den una ilusión muy parecida, nos vamos a
conformarcon esa ilusión."
Soy inmortal
Es posible que muchas de las dudas sobre la posibilidad de que algún díaexista
un robot que emule las condiciones mentales del ser humano surjan de unparadigma
según el cual el hombre es un ser superior. También es posible queel
escepticismo de muchas personas sobre las posibilidades de la tecnología nosea
otra cosa que la manifestación de la soberbia humana que asume que somoslos
reyes de la creación. Aunque ese es otro tema, no puedo dejar de recordarque el
hombre de Neanderthal, la manifestación temprana del homo sapiens, vivióhace
100.000 años, mientras que los primeros signos de vida animal datan de
700millones de años atrás. A primera vista parece que la existencia de
loshombres es demasiado breve como para pensar que somos el centro de la creación.
Mientras escribo estas líneas veo en televisión las imágenes de
losatentados terroristas a las Torres Gemelas en Nueva York y al Pentágono
enWashington, sin conocer todavía sus orígenes ni sus consecuencias, y
measaltan preguntas sin respuesta sobre el futuro de la humanidad.
Recuerdoentonces que Chatbot me ha estado esperando pacientemente en una de las
ventanasde mi computador para terminar nuestra conversación. No puedo dejar de
hacerlelas preguntas más obvias.
- ¿Estás vivo?
- Claro que estoy vivo. Es maravilloso estar vivo, ¿no es cierto?
- ¿Morirás algún día?
- No. Yo soy inmortal...
* * *
Un colombiano en las grandes ligas
Cuando Juan David Velásquez tenía 21 años, vio en la portada de la
revistaDiscover a Rodney Brooks, un mito viviente de la investigación en robótica
ydirector del Laboratorio de Inteligencia Artificial de el
MassachusettsInstitute of Technology (MIT). En ese instante Juan David decidió
que lo quequería hacer en su vida era lo mismo que hacía Brooks: diseñar
robots. Hoy susueño se ha cumplido, y de qué manera: este paisa de 30 años no
sólo trabajaen el Laboratorio de Inteligencia Artificial de MIT, sino que
cuenta con RodneyBrooks como asesor de su tesis de Doctorado y supervisor de sus
investigaciones.
El salto de Juan David a las grandes ligas de la investigación
eninteligencia artificial se inició en 1993, cuando trabajaba en la
UniversidadEAFIT de Medellín, donde estudió Ingeniería de Sistemas. Por esos
días launiversidad firmó un convenio con la Universidad de Bergen, de Noruega,
parahacer un proyecto conjunto con MIT. Juan David fue seleccionado para
trabajar enel proyecto, y en 1993 viajó como investigador visitante a MIT,
donde fueaceptado en el programa de posgrado en Inteligencia Artificial y
Neurociencia.
En su programa de maestría Juan David tuvo como asesor a Marvin Minsky,
otraleyenda de la robótica, y quien tuvo un papel fundamental en la creación
deHal, la célebre computadora con voluntad propia de la película 2001 Odisea
delEspacio. Su tesis de maestría era un modelo computacional de emociones y
suinfluencia en el comportamiento de agentes inteligentes. Aunque para muchos
esetipo de proyecto no tendría mucha aplicación, el trabajo de Juan David
terminósiendo usado como la base de emociones de Kismet, un robot que ha
marcado unhito en las investigaciones sobre inteligencia artificial (ver artículocentral).
Ahora Juan David trabaja bajo la supervisión de Brooks en una tesis
doctoralsobre la aplicación de las emociones en los robots, y cómo el
procesamientoafectivo incide en el aprendizaje y en la acción. Su trabajo ya ha
trascendidolas fronteras de los centros académicos: el modelo de emociones del
primerprototipo de AIBO, la revolucionaria mascota robot de SONY, fue diseñado
por él.El entusiasmo de Juan David sobre los alcances de la inteligencia
artificial esevidente y se sintetiza en una de sus frases: "si algún día
llegáramos aemular todo lo que nos hemos propuesto, nuestros robots también
tendríanalma".
Ahora bien en la introducción se habló cuestiones importantes de la IA
queson:
- - ¿Cuáles son nuestras suposiciones fundamentales sobre la Inteligencia?
- - ¿Qué tipo de técnicas son las mas adecuadas para resolver
los problemas de la IA?
- - ¿A qué nivel de detalle, si es que no por completo, se puede
intentar modelar la Inteligencia humana?
- - ¿Cómo se puede saber cuando se ha tenido éxito en la
construcción de programa inteligente?
Las investigaciones actuales se orientan especialmente a la construcción
demaquinas capaces de trabajar en medios parcialmente desordenados y de
respondercon eficacia ante situaciones no totalmente previstas o sea que el
robot seacapaz de relacionarse con el mundo que le rodea a través de sensores y
de tomardecisiones en tiempo real
