Las tecnologías robóticas modernas son un campo científico extremadamente dinámico que evoluciona con rapidez y aporta innovaciones revolucionarias casi cada año. Los robots se usan habitualmente en nuestra vida cotidiana para hacer todo tipo de cosas. Las máquinas con apariencia humana se implementan en todas partes, desde medicina hasta tareas del hogar y fabricación. Estos robots pueden variar en características, funciones y aspecto; algunos van desde diseños bastante primarios y simples hasta otros muy complejos y casi indistinguibles de los humanos. Hoy por hoy, crear robots con apariencia humana es uno de los objetivos principales de la robótica en todo el mundo.
Robots en la vida real
Los robots tienen un ámbito de aplicación muy amplio. Pueden ser útiles en casi todas las áreas de la vida.
Robots en la medicina
Los robots se han utilizado desde hace mucho tiempo para asistir y tratar a personas con discapacidad. En particular, el proceso de producción de prótesis y miembros artificiales de vanguardia depende en gran medida de la robótica. Las prótesis que cumplen los altos estándares médicos actuales son articuladas, móviles y flexibles, y sirven como sustitutos de calidad de las extremidades perdidas. Muchas de estas partes artificiales se controlan directamente mediante los impulsos electrónicos del propio cuerpo del paciente. Pero eso no es todo lo que robótica puede ofrecer: los robots se encuentran en quirófanos, así como en numerosos centros de formación para médicos, y su abanico de aplicaciones no deja de crecer.
Robots en la industria aeroespacial
Nadie discute que los robots deben tener su lugar en las futuras misiones de exploración espacial como parte indispensable de las tripulaciones que viajan al espacio. Y si miramos a la historia, ya vemos que la mayor parte de las exploraciones espaciales se realizaron con la ayuda de robots, así que la idea tampoco es nueva. Contamos con numerosos rovers lunares, rovers de Marte y robots avatar trabajando en el espacio exterior por nosotros. Pero la diversidad de estas máquinas no termina ahí; existen muchos tipos de robots diseñados específicamente para las condiciones extremas del espacio. Pueden realizar tareas inaccesibles para los humanos o demasiado peligrosas.
Sistemas de seguridad robóticos independientes
La implementación de robots modernos en el ámbito de la seguridad de las personas ha demostrado ser muy valiosa. Por ejemplo, hay robots capaces de localizar e identificar posibles riesgos de incendio y eliminarlos, evitando catástrofes antes de que ocurran.
Y no debemos pasar por alto los robots empleados en servicios militares. Se emplean para el entrenamiento de soldados; aunque no estén diseñados con apariencia humana como otros robots de alta gama, resultan perfectos para reproducir el comportamiento y las reacciones de una persona real. Con estas máquinas, el mando militar crea situaciones y condiciones extremadamente similares a las hostilidades reales.
Los robots pueden realizar operaciones de espionaje sobre distintos objetivos sin llamar la atención. De este modo descargan de trabajo a las fuerzas del orden, permitiéndoles dedicarse a otras tareas importantes.
Dispositivos robóticos en el hogar y la fabricación
Es difícil imaginar instalaciones de producción modernas y plantas de fabricación sin todos los robots que utilizan. Por lo general, los robots se encargan de la mayor parte del trabajo en esas plantas. Hablamos de una enorme cantidad de operaciones que exigen máxima precisión de movimiento y numerosas repeticiones, que se traducen en un proceso continuo y de alta velocidad, algo imposible para una persona. La implementación de robots puede aumentar los índices de producción de sectores manufactureros enteros, liberando a los empleados y permitiéndoles asumir otros objetivos importantes de la empresa.
Los robots también se utilizan a menudo en hogares para ayudar a sus dueños con la cocina, la limpieza y otras tareas rutinarias de la casa. Los más comunes son los robots aspiradores y los robots cortacésped, pero también hay otras máquinas que realizan tareas mucho más complejas.
Robots en la industria del entretenimiento
También existen robots diseñados con el único propósito de entretener a las personas. Suelen ser juguetes para niños que pueden cantar o hacer algunos movimientos de baile, coches de radiocontrol y algunos juegos interactivos. Incluso hay en el mercado los llamados robots reales que pueden comunicarse mediante patrones de habla preprogramados, por lo que parece que no todos están pensados únicamente para niños. Aunque, en realidad, la única diferencia entre los modelos para adultos y los de los niños suele ser el diseño y el tamaño del juguete.
Robots famosos
Cientos de empresas en todo el mundo producen cada día grandes cantidades de mecanismos robóticos de distintos tipos. Para que tu robot destaque entre los demás, debe ser una auténtica joya en el ámbito de la robótica. Estos son algunos ejemplos célebres por sus funciones únicas.
Asimo
Este robot japonés fue desarrollado por la compañía Honda. De hecho, Honda ha sido un actor muy activo en el ámbito de la robótica desde la década de 1980. Sus especialistas lograron construir un robot que acaparó la atención de todo el sector. Con un peso de 50 kilos y 1,5 metros de altura, este modelo podía desplazarse por sí mismo, evitar distintos obstáculos y ejecutar programas de acciones predefinidos, como servir una taza de café a una persona.
VGo
Este robot se controla a través de una red Wi‑Fi y es un dispositivo de telepresencia. Puede comunicarse mediante un micrófono, además de oír y ver su entorno, lo que le permite moverse libremente. El mecanismo se desarrolló específicamente para atender a personas con discapacidad que no pueden realizar por sí solas tareas cotidianas. Si conectas este robot a determinados dispositivos, puede utilizarse como cámara portátil independiente. Con ayuda de esta tecnología, los niños que estudian en casa pueden seguir las lecciones desde sus hogares.
Roboy
Este robot fue desarrollado por especialistas de Zúrich. Tiene tendones flexibles, lo que le confiere un aspecto más antropomórfico. Los diseñadores intentaron crear un rostro capaz de expresar emociones y, junto con un material blando usado como piel, el resultado es bastante logrado. Este robot realista se concibió inicialmente como compañero para personas solas que necesitan atención externa.
Kuratas
Este robot gigante pesa unas 4,5 toneladas y alcanza unos impresionantes 4 metros de altura. Sus movimientos los controla un operario ubicado en una cabina especial, aunque también puede manejarse de forma remota. Su diseño recuerda de inmediato a un personaje de anime, algo bastante esperable tratándose de ingenieros japoneses.
iCub
Uno de los robots más avanzados se construyó en Italia. Por fuera ya recuerda mucho a una persona real. Pero si profundizas en su funcionalidad verás que este robot es capaz de recordar su propio nombre y el de quienes hablan con él, así como el de distintos objetos. Además, puede adaptarse a su entorno y moverse libremente por sí mismo.
Rollin’ Justin
Rollin’ Justin fue desarrollado por el Centro Aeroespacial Alemán. Se controla mediante tecnología de telepresencia, con el programa dirigido de forma remota por un operador a través de la pantalla del monitor. El robot cuenta con distintas modificaciones de modelo, incluida la versión erguida.
De qué están hechos los robots
Para construir un robot se utilizan diversos materiales. Los más frecuentes incluyen:
- Aluminio
- Acero
- Plexiglás
- Plástico
- Fibra de carbono
- Caucho sintético (se usa para representar piel artificial y tejido muscular en robots realistas).
La elección de materiales depende directamente de las funciones específicas del robot y de sus condiciones de trabajo. Cuanto más adverso sea el entorno en el que vaya a operar — más fuertes y resistentes los materiales deberán ser para soportar el desgaste.
Robots sintéticos
La construcción de robots sintéticos o “blandos” es una de las líneas prioritarias del sector moderno de la robótica que trabaja en robots realistas. Estos humanoides sintéticos se caracterizan por una superficie lisa destinada a asemejarse a la piel humana. Se basan en principios biónicos y están diseñados específicamente para su uso en puestos de trabajo en contacto estrecho con personas, ya que reducen mucho el riesgo de lesiones en comparación con trabajar junto a mecanismos análogos de metal y plástico rígido. Gracias a la piel y al tejido muscular artificiales utilizados en su construcción, ¡el resultado final es altamente antropomórfico!
Robots vs androides
Los robots androides son robots humanoides que se ven exactamente como humanos reales o, al menos, están diseñados para parecerse a ellos en su aspecto y acciones. Actualmente, muchos fabricantes líderes de robots en todo el mundo desarrollan activamente estos modelos. Un robot “normal”, en cambio, suele parecerse menos a un humano y tiene muchas menos funciones.
Los robots han demostrado ser útiles cuando hay que realizar rápidamente trabajos repetitivos sencillos, ejecutar operaciones de alta precisión o levantar objetos pesados. Un robot androide es un tipo de robot al que puedes asignar operaciones que requieren intelecto; puede ocuparse de tareas como comunicarse o brindar ayuda directa a una persona en distintas áreas de la vida. Sus capacidades son mucho más diversas en comparación con los robots comunes diseñados para realizar trabajo estrictamente programado.
Robot compañero para la interacción personal
Los robots compañero están diseñados para proporcionar interacciones útiles y socialmente apropiadas en entornos reales. La primera y más importante tarea de estos robots es servir a las personas y ayudarles a realizar sus rutinas. Ante todo, como indica su nombre, se concibieron para quienes necesitan compañía o apoyo: personas mayores, con discapacidad o con autismo. Estos robots pueden ser de gran ayuda para quienes lo necesiten.
En los últimos años, los robots de apariencia humana se han vuelto cada vez más populares entre los entusiastas y quienes sienten curiosidad por estas simpáticas máquinas que comparten rasgos humanos y despiertan empatía de forma natural. La función principal de estos robots es mantener conversaciones con cualquiera que hable con ellos. Son un gran medio de comunicación para personas adineradas que, no obstante, están solas y necesitan compartir sus pensamientos.
También hay robots compañero con aspecto de mascotas domésticas disponibles en el mercado. Aunque, la mayoría de las veces, sirven solo como estímulo anímico y tienen poca aplicación práctica.
Qué es un humanoide
Los robots humanoides son dispositivos que, al menos en parte, se asemejan a los humanos por fuera, aunque no tengan funciones especiales que lo respalden. La mayoría están equipados con manos, piernas, cabeza e incluso un rostro. Aunque el concepto de estos robots se remonta a mucho tiempo atrás, los logros más destacados en esta esfera se han producido en la última década.
Un humanoide auténtico no solo debe parecerse a una persona por fuera, sino que también ha de contar con un conjunto de capacidades autónomas, como moverse libremente, escuchar y hablar por sí mismo. Y quizá la característica más importante de un humanoide moderno es la capacidad de perfeccionar sus habilidades durante la ejecución de ciertas acciones, igual que haría una persona.
Cómo hacer un robot humanoide
Los robots versátiles con apariencia humana son máquinas extremadamente complejas que requieren mucho conocimiento y experiencia para montar un modelo competente. La construcción de un robot así debe incluir un sistema musculoesquelético, extremidades mecánicas, sistemas de reconocimiento de sonido y del entorno, así como una red neuronal capaz de recopilar y procesar información externa. Los elementos de apariencia, como la piel y el cabello, no son necesarios y cumplen más una función estética, por lo que pueden omitirse.
Construir un robot humanoide
La mayoría de los robots comparten ciertas similitudes. Entre ellas, ante todo, cuerpos ágiles que les permiten moverse con libertad. Algunos modelos tienen más elementos móviles en su estructura; otros solo pueden mover las partes principales, pero debe ser suficiente para evitar que tropiecen con obstáculos. Por lo general, las partes del cuerpo se fabrican en metal o plástico interconectadas mediante un sistema de articulaciones, igual que los huesos humanos.
Los robots se desplazan activando los actuadores adecuados en el momento oportuno de forma armoniosa. Evitar que caigan de bruces al suelo es más difícil de lo que parece, dado que deben mantenerse en pie todo el tiempo. Algunos utilizan motores eléctricos, actuadores lineales, y solenoides; otros emplean sistemas hidráulicos y neumáticos.
Un robot necesita una fuente de energía para mantenerse activo. La mayoría dispone de baterías integradas que se cargan desde la red eléctrica. Los modelos hidráulicos tienen bombas para generar presión, mientras que los neumáticos usan depósitos de aire comprimido o compresores especiales para hacer el trabajo.
Todos los motores del robot se conectan a circuitos de potencia que alimentan directamente motores eléctricos y solenoides. Todo lo conectado a ese circuito lo controla un ordenador que activa los componentes y válvulas necesarios. El comportamiento de un robot puede modificarse fácilmente cambiando el programa instalado en su sistema.
Aunque algunos modelos pueden oír sonidos, ver imágenes, detectar olores y percibir el tacto mediante sus sensores, no todos los robots disponen de esos sistemas. Pero lo absolutamente imprescindible para un robot moderno es la capacidad de moverse; de lo contrario, no puede considerarse un robot.
Futuros robots humanoides
En este momento, la robótica cuenta con varias rutas de desarrollo que, según los especialistas del sector, podrían convertirse en las principales tendencias en el futuro de la robótica en su conjunto. Entre ellas:
- Uso de nuevos materiales, como nitruro de galio (en la fabricación de transistores) y grafito (en la fabricación de unidades de accionamiento);
- Uso de nuevas fuentes de energía y de tecnologías para su obtención y almacenamiento;
- Interacción de robots con humanos, por ejemplo, para gestionar el tráfico de aeronaves no tripuladas;
- Ayudar a los robots con la navegación en condiciones extremas;
- Aumentar la eficiencia de las redes neuronales incrementando la complejidad de su estructura y arquitectura;
- Crear posibilidades para estudiar procedimientos algorítmicos y usar servicios en la nube con fines de educación masiva de robots;
- Uso de inteligencia artificial para perfeccionar los patrones de movimiento;
- Implementar robots en diferentes ámbitos de la vida humana para aumentar su rentabilidad financiera;
- Centrarse en desarrollar las capacidades y la calidad de los sensores.
Teniendo en cuenta que en todos los campos anteriores ya se están logrando avances, es un hecho que en un futuro próximo el mundo de la robótica nos sorprenderá con robots de primera clase, distintos a todo lo visto hasta ahora.
Actualmente, los robots con apariencia humana ya realizan muchas tareas en numerosos ámbitos de la vida. Y en el futuro, esas cifras solo parecen crecer. El espectro de tareas para las que pueden utilizarse aumentará junto con sus capacidades. Se emplearán para trabajos peligrosos para los humanos, para tareas que exigen repetir procedimientos de forma minuciosa, para el cuidado de mayores y niños, la educación de niños y adultos y muchas otras labores que pueden completar los robots. Y, mientras realizan todos estos trabajos para las personas, los robots seguirán desarrollándose, lo que abre cada vez más perspectivas para el futuro de la robótica.