Capítulo 2 : Robot autónomo
Un robot que puede funcionar independientemente del control humano se denomina robot autónomo. A W. Grey Walter se le atribuye la construcción de los primeros robots totalmente autónomos a finales de la década de 1940. A estos robots se les dio el nombre de Elmer y Elsie y se les conocía como su entorno. Fueron los primeros robots construidos en la historia del mundo que estaban destinados a tener libre albedrío y fueron diseñados para "pensar" de la misma manera que lo hacen los cerebros biológicos.
Ejemplos del pasado incluyen varias sondas espaciales. Los automóviles autónomos y las aspiradoras son dos ejemplos de tecnología moderna. Los brazos robóticos industriales que trabajan en las líneas de montaje dentro de las fábricas también podrían denominarse robots autónomos, a pesar de que su autonomía está limitada debido al entorno altamente controlado en el que operan y al hecho de que no pueden moverse libremente.
La capacidad de un robot para buscarse a sí mismo es el factor principal que determina si tiene o no total autonomía física. Muchos de los robots alimentados por batería que están disponibles en el mercado hoy en día tienen la capacidad de localizar y conectarse a una estación de carga. Algunos juguetes, como el Aibo de Sony, incluso tienen la capacidad de acoplarse automáticamente para cargar sus baterías.
La propiocepción, a menudo conocida como la capacidad de percibir el propio estado interior, es la base del automantenimiento. En el escenario de que el robot necesite cargar sus baterías, el robot puede detectar por propiocepción que sus baterías se están agotando, momento en el que busca el cargador. El monitoreo del calor se logra utilizando otro tipo típico de sensor propioceptivo. Será necesario que los robots tengan una mayor propiocepción para que puedan funcionar de forma independiente alrededor de los humanos y en entornos hostiles. Los sensores propioceptivos vienen en una variedad de formas, las más comunes de las cuales son la detección térmica, óptica y háptica, así como el efecto Hall (eléctrico).
Sentir cosas sobre el entorno es un ejemplo de exterocepción. Para que puedan llevar a cabo sus tareas y permanecer fuera de peligro, los robots autónomos deben estar equipados con una variedad de sensores ambientales.
El espectro electromagnético, el sonido, el tacto, el químico (olor, olor), la temperatura, el alcance a diversos objetos y la altitud son ejemplos de sensores exteroceptivos comunes.
Algunos robots aspiradores tienen detectores de suciedad que detectan cuánta suciedad se está recogiendo y usan esta información para decirles que permanezcan en un área por más tiempo. Algunos cortacéspedes robóticos adaptarán su programación detectando la velocidad a la que crece el césped según sea necesario para mantener un césped perfectamente cortado. Además, algunos cortacéspedes robóticos detectarán la velocidad a la que crece el césped según sea necesario para mantener un césped perfectamente cortado.
Cuando se trata de comportamiento autónomo, la siguiente etapa es realizar una actividad física. Los robots domésticos son un campo relativamente nuevo que está empezando a mostrar potencial económico. En 2002, empresas como iRobot y Electrolux fueron las primeras en comercializar robots aspiradores en miniatura. A pesar de que estos sistemas no tienen un grado muy alto de inteligencia, son capaces de atravesar grandes distancias y pilotar en condiciones estrechas como las residencias mediante el empleo de sensores táctiles y sin contacto. Ambos robots hacen uso de algoritmos patentados para proporcionar más cobertura de la que sería posible con un simple rebote aleatorio.
La capacidad de un robot para realizar tareas condicionales es necesaria para el siguiente nivel de rendimiento de tareas autónomas. Por ejemplo, se puede enseñar a los robots de seguridad a identificar intrusos y reaccionar de una manera predeterminada de acuerdo con la ubicación del intruso en el edificio. En septiembre de 2021, por ejemplo, Amazon (la corporación) presentó su producto Astro para su uso en el cuidado de personas mayores, la vigilancia del hogar y la seguridad.
Es necesario que un robot sea capaz de ir de un lugar a otro y ser consciente de su ubicación actual para que pueda "localizar" sus acciones. El uso de la guía por cable para este tipo de navegación fue pionero en la década de 1970, mientras que la triangulación basada en balizas no se utilizó hasta principios de la década de 2000. Los robots utilizados en aplicaciones comerciales hoy en día son capaces de realizar una navegación autónoma basada en la detección de características naturales. Tanto el robot médico Pyxus HelpMate como el robot guardián CyberMotion, ambos construidos en la década de 1980 por pioneros en el campo de la robótica, fueron los primeros robots comerciales en lograr esta hazaña. Al principio, estos robots navegaban alrededor de los edificios con el uso de planos de planta CAD preparados manualmente, detección de sonar y otras modificaciones de seguimiento de paredes. La próxima generación de robots móviles, como el PatrolBot y la silla de ruedas autónoma de MobileRobots, ambos lanzados en 2004, son capaces de generar sus propios mapas basados en láser de un edificio y pueden atravesar espacios abiertos además de pasillos. Si algo se interpone en el camino, su sistema de control se ajustará sobre la marcha para elegir otra ruta.
Al principio, la navegación autónoma dependía de sensores planos, que son sensores que solo pueden percibir en un nivel. Algunos ejemplos de sensores planos son los telémetros láser. En los sistemas más modernos de hoy en día, la información obtenida de una variedad de sensores se combina para realizar la localización (posicionamiento) y la navegación. Sistemas como Motivity son capaces de remapear un edificio completo por sí mismos y pueden depender de una variedad de sensores en varias partes de la estructura, dependiendo de qué sensor ofrezca los datos más precisos en un momento dado.
La mayoría de los robots de interior están diseñados para explorar lugares accesibles para discapacitados manipulando ascensores y puertas electrónicas en lugar de subir escalones, que es una tarea que requiere tecnología muy especializada. Los robots ahora tienen la capacidad de deambular libremente dentro de los entornos gracias a las interfaces electrónicas de control de acceso. En este momento se están realizando investigaciones sobre robots que pueden desbloquear puertas manualmente y subir escaleras por su cuenta.
A medida que estos enfoques en interiores continúen avanzando, los robots aspiradores obtendrán la capacidad de limpiar una habitación o un piso completo según lo defina el usuario. Juntos, los robots de seguridad podrán rodear a cualquier invasor y bloquear su camino fuera del edificio. Como resultado de estos avances tecnológicos, se introducen precauciones concomitantes. Los mapas internos de los robots a menudo permiten establecer "zonas prohibidas", lo que impide que los robots accedan de forma independiente a ubicaciones particulares.
Al volar en el aire, lograr la libertad al aire libre es más fácil porque hay menos barreras. Los misiles de crucero son ejemplos de robots altamente autónomos y potencialmente letales. El uso de aviones no tripulados controlados a distancia con fines de reconocimiento es cada vez más común. Algunos de estos vehículos aéreos no tripulados, a menudo conocidos como UAV, son capaces de completar toda su misión sin la ayuda de un piloto humano en ningún punto, con la posible excepción del aterrizaje, que puede necesitar la asistencia de una persona que utilice un control remoto por radio. Sin embargo, varios tipos de drones tienen la capacidad de realizar aterrizajes controlados pero automatizados. Se dijo que en 2014 se creará una nave autónoma, llamada nave no tripulada Autonomous Spaceport, y su primera prueba operativa está programada para diciembre de ese año.
Debido a los siguientes factores, la autonomía al aire libre es el más desafiante para los vehículos terrestres:
Una topografía tridimensional
Grandes variaciones en la densidad de la superficie
Urgencias provocadas por el clima
la inestabilidad en el entorno que se está sintiendo
En el tema de la robótica autónoma, hay algunos desafíos sin resolver que son exclusivos de la disciplina en sí, en lugar de ser parte de la búsqueda más amplia de la inteligencia artificial. Según el libro Autonomous Robots: From Biological Inspiration to Implementation and Control, escrito por George A. Bekey, algunos de los desafíos que deben superarse incluyen garantizar que el robot pueda operar adecuadamente y no se encuentre con ningún impedimento mientras opera por sí solo.
Independencia energética, así como búsqueda de alimento
Los investigadores que están interesados en la creación de vida artificial auténtica están preocupados no solo por el control inteligente, sino también por la capacidad del robot para buscar sus propios suministros a través del proceso de búsqueda de alimento (búsqueda de alimento, que incluye tanto energía como piezas de repuesto).
Esto tiene que ver con el concepto de forrajeo autónomo, que es un problema en los campos de la antropología social, la ecología del comportamiento humano y la ecología del comportamiento de los humanos. También tiene que ver con la robótica, la inteligencia artificial y la vida artificial.
Ha habido un aumento en la conciencia social y la cobertura noticiosa de los avances más recientes en robots autónomos, así como de algunos de los problemas filosóficos,...
