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 percibiendo, seleccionando, moviendo, modificando las propiedades físicas del objeto, destruyéndolo o teniendo un efecto que libere a la mano de obra de realizar funciones repetitivas sin aburrirse, distraerse o agotarse.
¿Qué es la robótica?
La robótica es una rama de la IA, que se compone de ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica e informática para el diseño, construcción y aplicación de robots.
Aspectos de la Robótica
- Los robots tienen construcción mecánica, forma o forma diseñada para realizar una tarea en particular.
- Ellos tienen componentes eléctricos que accionan y controlan la maquinaria.
- Contienen algún nivel de programa de computadora que determina qué, cuándo y cómo un robot hace algo.
Diferencia en el sistema de robot y otro programa de IA
Aquí está la diferencia entre los dos:
| Programas de IA | Robots |
|---|---|
| Por lo general, operan en mundos estimulados por computadoras. | Operan en el mundo físico real. |
| La entrada a un programa de IA está en 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. |
Locomoción de robots
La locomoción es el mecanismo que hace que un robot sea capaz de moverse en su entorno. Hay varios tipos de locomoción:
- Patas
- Ruedado
- Combinación de locomoción con patas y ruedas
- Deslizamiento/derrape seguido
Locomoción con patas
- Este tipo de locomoción consume más energía al demostrar caminar, saltar, trotar, brincar, subir o bajar, etc.
- Requiere más número de motores para realizar un movimiento. Es adecuado tanto para terrenos irregulares como lisos donde la superficie irregular o demasiado lisa hace que consuma más energía para una locomoción sobre ruedas. Es un poco difícil de implementar debido a problemas de estabilidad.
- Viene con la variedad de una, dos, cuatro y seis patas. Si un robot tiene varias piernas, la coordinación de las piernas es necesaria para la locomoción.
El número total de posibles marcha (una secuencia periódica de eventos de elevación y liberación para cada una de las patas totales) que un robot puede viajar depende del número de patas.
Si un robot tiene k patas, 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.
Por lo tanto, hay seis posibles eventos diferentes:
- Levantando la pierna izquierda
- Liberando la pierna izquierda
- Levantando la pierna derecha
- Liberando la pierna derecha
- Levantando ambas piernas juntas
- Liberando ambas piernas juntas
En el caso de k=6 patas, hay 39916800 eventos posibles. Por tanto, la complejidad de los robots es directamente proporcional al número de patas.
Locomoción sobre ruedas
Requiere menor número de motores para realizar un movimiento. Es un poco fácil de implementar ya que hay menos problemas de estabilidad en caso de que haya más ruedas. Es energéticamente eficiente en comparación con la locomoción con patas.
- Rueda estándar − Gira alrededor del eje de la rueda y alrededor del contacto
- Rueda giratoria − Gira alrededor del eje de la rueda y de la articulación de dirección desplazada.
- 45 suecao y sueco 90o ruedas − Omni-wheel, gira alrededor del punto de contacto, alrededor del eje de la rueda y alrededor de los rodillos.
- Bola o rueda esférica − Volante omnidireccional, técnicamente difícil de implementar.
Locomoción de deslizamiento/patinaje
En este tipo, los vehículos usan orugas como en un tanque. El robot se dirige 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 Energía − Los robots funcionan con baterías, energía solar, fuentes de energía hidráulicas o neumáticas.
- actuadores − Convierten la energía en movimiento.
- Motores eléctricos (CA/CC) − Son necesarios para el movimiento de rotación.
- Músculos neumáticos de aire − Se contraen casi un 40% cuando se les aspira aire.
- Alambres Musculares − Se contraen un 5% al pasar corriente eléctrica por ellos.
- Motores piezoeléctricos y motores ultrasónicos − Mejor 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 por computadora juega un papel vital en los dominios de seguridad, salud, acceso y entretenimiento.
La visión por computadora extrae, analiza y comprende automáticamente información útil de una sola imagen o una serie de imágenes. Este proceso implica el desarrollo de algoritmos para lograr la comprensión visual automática.
Hardware del sistema de visión por computadora
Esto implica −
- Fuente de alimentación
- Dispositivo de adquisición de imágenes como una cámara.
- Un procesador
- Un software
- Un dispositivo de visualización para monitorear el sistema.
- Accesorios como soportes de cámara, cables y conectores
Tareas de Visión por Computador
- OCR − En el ámbito de la informática, Optical Character Reader, un software para convertir documentos escaneados en texto editable, que acompaña a un escáner.
- Detección de la Cara − Muchas cámaras de última generación vienen con esta función, que permite leer la cara y tomar la foto 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, autos de alta gama como BMW, GM y Volvo.
- Estimación de posición − Es estimar la posición de un objeto con respecto a la cámara como en la posición de un tumor en el cuerpo humano.
Dominios de aplicación de la visión artificial
- Agricultura
- Vehículos autónomos
- Biometría
- Reconocimiento de caracteres
- Medicina forense, seguridad y vigilancia
- inspección de calidad industrial
- El reconocimiento facial
- Análisis de gestos
- Geociencia
- imágenes médicas
- Monitoreo 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, pintar, taladrar, pulir, etc.
- Militares − 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 Defensa (DRDO), tiene la función de destruir objetos que amenazan la vida de manera segura.
- 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 escaladores de rocas robóticos utilizados para la exploración espacial, los drones submarinos utilizados para la exploración del océano son, por nombrar algunos.
- Entretenimiento − Los ingenieros de Disney han creado cientos de robots para hacer películas.