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Ciencia + humanismo computarizados: del Robot Einstein a la mecatrónica y las mascotas no humanas (II)

04/11/2010 12:43 0 Comentarios Lectura: ( palabras)

Cuando se presentó a un renacido Albert Einstein como robot en Nueva York el público comprendió las posibilidades amables de la robótica

Viene de reportaje anterior: "Gracias al Exoesqueleto robótico, los discapacitados pueden andar"

El inconfundible rostro de Albert Einstein ‘ cobra vida’ en el primer robot civil que anda, capaz de expresar sorpresa, alegría, tristeza e ira, una invención que debutó en una conferencia tecnológica celebrada en Nueva York. El nombre de este androide bípedo con el rostro del famoso científico, pudo verse en acción en el NextFest, un evento organizado por la revista Wired en el centro neoyorquino de Convenciones Javits, donde se presentó una selección de los últimos avances tecnológicos.

La conferencia fue un viaje al futuro de la robótica, la seguridad, el transporte y el entretenimiento, incluidos los vehículos híbridos, videojuegos que incorporan realidad virtual, etc... Estaba presente Alex Hubo, en forma de robot humanizado, naturalmente.

Como el hombre de hojalata de El Mago de Oz, los robots de forma humana continúan evolucionando pero todavía mantienen esa apariencia metálica y ese andar medio torpe que los confina a ser androides para siempre.

Pero muy pronto tendrán su revancha. Un informe de la ONU proyectó que a partir del 2010 su "población" aumentará notablemente. En unos meses, además, saldrán a la venta los primeros con el rostro más humano de todos los que se conocen. La empresa Hanson Robotics es la responsable del robot que presentamos con "la cabeza de Albert Einstein". Aunque sólo la parte de afuera, claro. Lo bautizaron como Alex Hubo.

El creador de estos nuevos humanoides es David Hanson, un científico estadounidense especializado en robótica que antes trabajó en el laboratorio de ingeniería de Walt Disney Company. Allí aprendió todos los trucos para transformar una madeja de circuitos en algo más "humanizado".

Estos nuevos modelos se fabrican en Dallas, Estados Unidos, y pueden arrugar la frente, hacer muecas, mover 64 "músculos faciales", cantar y -dicen- hasta bailar. Costarán más de 3 mil dólares y se anticipa que serán bajitos: medirán apenas 60 centímetros. Su cara es asombrosamente humana, tal como se puede ver en las imágenes de los prototipos.

Para lograr ese efecto se utilizó un material que se llama frubber. Una especie de esponja de silicona, sumamente maleable, ideal para el modelado de gestos humanos.

¿Cómo hace esos gestos? Su cara funciona a pilas. "Producir robots realistas va a polarizar el mercado porque hay gente a la que le encantará, y otra que se sentirá muy incómoda", comentó Hanson al anunciar la inminente venta de sus criaturas robóticas.

El negocio parece viento en popa aunque ya cosechó detractores. Son los que señalan que estos androides lo único que tienen de "humano" es el rostro, y que todo lo demás, sigue tan "robótico" como siempre.

Por las dudas, un informe británico difundido a finales del año pasado hace hincapié en cuáles serán los derechos de los robots. Porque parece que al ser cada vez más "humanos" gozarán de algunos beneficios.

Asistió también Actroid Der, una joven y atractiva mujer japonesa creada por Kokoro, del Grupo Sanrio -los creadores de Hello Kitty-, en Japón. Esta mujer dicen es fácilmente confundible (a cierta distancia) con un ser de carne y hueso. Ha aprendido el oficio de recepcionista para turistas en hoteles, presentadora de nuevos productos y guía de exhibiciones.

Aunque no puede andar (todavía), Actroid parpadea e interpreta -sin mover los pies del suelo- una danza tradicional japonesa, mientras que su versión interactiva y mucho más avanzada puede entender frases comunes en inglés y japonés.

Según el director de Kokoro, Takeshi Mita, Actroid se vende en Japón desde hace meses por 300.000 dólares aunque también se puede alquilar por 800 dólares diarios.

Las mascotas sin peligro de Dengue

Estuvo presente en todas estas exhibiciones, una pequeña mascota, una foca blanca y con piel natural de tierna mirada que responde al nombre de Paro. Dotada de sensores y activadores instalados en su interior que le permiten moverse y responder a ciertos estímulos, como las caricias a su pelaje, hizo las delicias de niños y ancianos.

El propio nombre de Paro, significa ‘ robot de compañía’ y no sólo se usa en países como Japón, Italia, Francia y Suecia como sustitutos de mascotas animales allí donde éstas no están permitidas, sino que ha sido muy alabada como ‘ animal terapéutico’ .

‘ Está bajo prueba en hospitales y hogares de ancianos, donde sirven de compañía y afirman algunas enfermeras que su sola presencia ayuda a disminuir la ansiedad debida en parte a la soledad’ . También opina eso Selma Sabanovic, investigadora social del Instituto Politécnico Rensselaer.

La mascota robotizada está hecha a mano, y su precio es quizás demasiado alto.

A pesar de todo se han vendido 700 en tres años y así entró en las páginas del Libro de Récords Guinness como ‘ el robot más terapéutico del mundo’ .

Cada vez que se desarrolla un robot capaz de demostrar emociones o mantener una conversación, ‘ tiene aspecto humano’ -se añade-. Nadie dice ‘ tiene aspecto animal, sin bichitos’ . Poniendo a prueba una vez más la hipótesis del Valle Inquietante, yendo contra la corriente que estaba opuesta a dotarle de movimientos, el artista y diseñador se halla trabajando en un osito de peluche robótico capaz de moverse, hablar e interactuar con otras personas mediante una cámara, un sintetizador de voz y 300 patrones de movimientos. En el futuro, Fujitsu apunta a que estos robots levanten el ánimo de los pacientes en ‘ terapias robóticas’ , contestando a sus preguntas.

En cuanto a los Robots Bailarines creados por la Universidad de Tohoku, en Japón, se utilizarán en cuanto estén operativos, como asistentes de personas con problemas ortopédicos o gente discapacitada por el handicap de la movilidad.

Un exoesqueleto para niños

Un exoesqueleto para humanos básicamente es un traje o máquina que se usa en la parte exterior para proteger o aumentar ciertas propiedades. Es por eso que Kid’ s Walker no debería ser considerado aparte, porque de todos modos funciona de una forma similar. Sólo que es una máquina en forma de bicicleta o algo parecido.

Desarrollado por Sakakibara Kikai de Japón, esta máquina permite a los niños discapacitados transportarse utilizando dos pedales y un control de movimiento en la posición de los pies y de las manos. Aunque parezca un peligro andante, tiene varios dispositivos de seguridad para garantizar la salvedad del niño y la tranquilad de quienes le rodean.

La mecatrónica nació en 1936 y es la integración de la mecánica con la ingeniería y la inteligencia artificial. Todo al servicio del hombre y no de la guerra

La robótica avanza a pasos agigantados año tras año y Festo lidera un aspecto de esta industria. Hace solo unos días, subieron un vídeo donde demuestran una de sus más populares creaciones, el asistente biónico de agarre. Inspirados en la trompa del elefante, crearon un brazo biónico fabricado completamente de plástico y controlado por válvulas de alto rendimiento que llenan de aire las mangas que componen el brazo para obtener movimientos fluidos y precisos.

El Brazo Robótico ó Airic’ s arm con músculos artificiales

Está inspirado en la naturaleza humana, de acuerdo a una combinación de mecatronics y el modelo biológico de un humano, que abre nuevas posibilidades de procesos automatizados del movimiento.

El Airic’ s arm es un brazo robótico creado con huesos y músculos artificiales. La estructura del brazo es igual que en los seres humanos, considerando partes tales como cúbito y radio, hueso metacarpiano y hueso del dedo, empalme y lámina del hombro. Gracias a las válvulas piezo-proporcionales altamente innovadoras, es posible regular la exacta fuerza y la rigidez dentro de la máquina con actuadores que se pueden coordinar usando sistemas y software mecatronic avanzados.

La mecatrónica surge de la combinación sinérgica de distintas ramas de la ingeniería, entre las que destacan: la mecánica de precisión, la electrónica, la informática y los sistemas de control. Su principal propósito es el análisis y diseño de productos y de procesos de manufactura automatizados.

La robótica es la parte de la técnica de diseño y construcción de autómatas flexibles y reprogramables, capaces de realizar diversas funciones. Es el nivel de automatización más flexible y en mucho indica las tendencias futuras del resto de la mecatrónica. Las líneas de investigación más desarrolladas son: síntesis de manipuladores y herramientas, manipuladores de cadena cinemática cerradas, robots autónomos, robots cooperativos, control y teleoperación asincrónicas (por medio de conexiones TCP/IP), estimación del ambiente, comportamiento inteligente, interfaces hápticas, navegación y locomoción.

La aplicación de la Mecatrónica en el transporte se desarrolla en el diseño de mecanismos activos (ejemplo: suspensiones activas), control de vibraciones, estabilización de mecanismos y navegación autónoma.

En la manufactura, la Mecatrónica se ha servido de los modelos de sistemas a eventos discretos, y los ha aplicado para el diseño óptimo de líneas de producción así como la optimización de procesos ya existente. También ha ayudado a automatizar las líneas de producción y generar el concepto de manufactura flexible.

El término "Mecatrónica" en un principio se definió como la integración de la mecánica y también de la electrónica en una máquina o producto, pero luego se consolidó como una especialidad de la ingeniería e incorporó otros elementos como los sistemas de computación, los desarrollos de la microelectrónica, la inteligencia artificial, la teoría de control y otros relacionados con la informática, estabilidad y alcanzabilidad. Teniendo como objetivo la optimización de los elementos industriales a través de la optimización de cada uno de sus subprocesos con nuevas herramientas sinérgicas.

La historia cambiante y multiuso de la mecatrónica

La Mecatrónica tiene como antecedentes inmediatos a la investigación en el área de Cibernética realizada en 1936 por Turing y en 1948 por Wiener y Morthy, las máquinas de control numérico, desarrolladas inicialmente en 1946 por Devol, los manipuladores, ya sean teleoperados, en 1951 por Goertz, o robotizados, en 1954 por Devol, y los autómatas programables, desarrollados por Bedford Associates en 1968.

En 1969 la empresa japonesa Yaskawa Electric Co. acuña el término Mecatrónica, recibiendo en 1971 el derecho de marca. En 1982 Yaskawa permite el libre uso del término.

Actualmente existen diversas definiciones de Mecatrónica, dependiendo del área de interés del proponente. En particular, la UNESCO define a la Mecatrónica como:

"La integración sinérgica de la ingeniería mecánica con la electrónica y el control inteligente por computadora en el diseño y manufactura de productos y procesos".

Sin embargo, una manera más interesante de definir la Mecatrónica es posible por:

"Diseño y construcción de sistemas mecánicos inteligentes".

Un sistema mecatrónico se compone principalmente de mecanismos, actuadores, control (inteligente) y sensores. Tradicionalmente la Mecánica se ha ocupado solo de los mecanismos y los actuadores, y opcionalmente puede incorporar control. La Mecatrónica integra obligatoriamente el control en lazo cerrado y por lo tanto también a los sensores.

Los robots, las máquinas controladas digitalmente, los vehículos guiados automáticamente, etc. se deben considerar como sistemas mecatrónicos

La reducción de la complejidad se refiere a reducir el número de elementos del mecanismo, mediante el uso de control inteligente.

Una fuente de energía, vapor, combustión interna o electricidad

Todo mecanismo requiere de una fuente de potencia para operar. Inicialmente esta fuente de potencia fue de origen animal, posteriormente se aprovechó la fuerza generada por el flujo de aire o agua, pasando luego a la generación de potencia con vapor, por combustión interna y actualmente con electricidad. Si esta fuente de potencia es modulable o controlable, se tiene un actuador.

Los principales desarrollos de los actuadores en la Mecatrónica son: manejo directo, eliminando mecanismos, utilizando actuadores electromagnéticos, piezoeléctricos y ultrasónicos.

Un área muy desarrollada en la Mecatrónica es el control. Se tienen dos tendencias importantes: el uso de las técnicas más modernas de la teoría de control automático y el desarrollo de controles inteligentes, que busca mejorar la percepción del medio ambiente y obtener una mejor autonomía.

Los sensores son dispositivos que permiten medir el estado del mecanismo o del medio ambiente. La incorporación de sensores a los mecanismos es el resultado de utilizar controles de lazo cerrado. Un ejemplo muy desarrollado es el uso de la visión artificial, la cual se usa para determinar la posición y la orientación del mecanismo, del ambiente o de las herramientas, sin embargo, no siempre es posible medir directamente alguna variable se estima su valor por medio de observadores del estado y filtros.

En cuanto a aplicaciones, las más importantes son la robótica, sistemas de transporte, sistemas de manufactura, máquinas de control numérico, nanomáquinas y biomecatrónica.

Las nanomáquinas son un área que se han beneficiado de los desarrollos de la Mecatrónica. Un ejemplo muy evidente es el desarrollo del disco duro. Las líneas de investigación más manejadas son: micromanejo, microactuadores y micromaquinado.

La biomecatrónica es la aplicación de la mecatrónica para resolver problemas de sistemas biológicos, en particular el desarrollo de nuevos tipos de prótesis, simuladores quirúrgicos, control de posición de instrumental médico (por ejemplo catéteres), sillas de ruedas y teleoperación quirúrgica.


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