Capítulo 2 : Robot humanoide
Un robot que tiene una forma similar a la del cuerpo humano se conoce como robot humanoide. El diseño puede estar pensado para razones prácticas, como la interacción con el equipo humano y el entorno, o puede estar destinado a fines experimentales, como la investigación del movimiento bípedo, o puede estar destinado a algún otro propósito. Los robots humanoides suelen estar formados por un torso, una cabeza, dos brazos y dos piernas; Sin embargo, algunos robots humanoides pueden duplicar solo una parte del cuerpo, como de la cintura para arriba. En general, los robots humanoides contienen estas partes. Algunos robots humanoides incluyen cabezas que están destinadas a parecerse a las características faciales humanas, como los ojos y los labios. Estos robots se conocen como imitadores faciales. Los androides son robots humanoides que fueron diseñados para verse y comportarse como los humanos.
La idea de un robot que se asemeja a un ser humano se remonta a una amplia variedad de civilizaciones de todo el mundo. Los mitos griegos y otra literatura religiosa y filosófica de China tienen historias de autómatas humanoides que se remontan al siglo IV a.C. Estos documentos datan algunos de los primeros relatos del concepto de autómatas humanoides. Más tarde, se construyeron prototipos físicos de autómatas humanoides en Oriente Medio, Italia, Japón y Francia.
Según varias historias, Hefesto, el dios griego de los herreros, fue responsable de la creación de una variedad de autómatas humanoides. A Hefesto, el dios de la metalurgia y la fabricación de instrumentos, se le atribuye en la Ilíada de Homero la creación de siervas doradas y su dotación de voces humanas para que puedan ser utilizadas como herramientas o instrumentos parlantes.
El concepto de un autómata humanoide fue descrito por primera vez en su totalidad en una obra filosófica taoísta titulada Liezi, que fue escrita en el siglo III a.C. por el filósofo chino Lie Yukou. El libro hace referencia a un ingeniero llamado Yan Shi que desarrolló un robot humanoide de tamaño y proporciones humanas específicamente para el Gobernante Mu, el quinto rey de la dinastía china Zhou.
Ismail al-Jazari, un ingeniero musulmán, fue responsable de la creación de una serie de autómatas humanoides en el siglo XIII. Diseñó un robot camarera que podía atender a los clientes, distribuir bebidas de un depósito de líquido y salir de detrás de una puerta automatizada.
En la década de 1400, Leonardo da Vinci concibió un sofisticado robot mecánico que podía sentarse, pararse y mover los brazos de forma autónoma. El robot iba vestido con una armadura y era complicado. El mecanismo completo del robot estaba controlado por una polea y una red de cables.
Conocidos como marionetas karakuri, estos autómatas humanoides fueron construidos por los japoneses durante los siglos XVII y XIX. Estos títeres, que se utilizaban para la diversión en teatros, casas y festivales religiosos, se parecían a muñecas y se usaban en los tres escenarios.
A Jacques de Vaucanson, un inventor francés, se le atribuye la creación de un gran autómata humanoide en el siglo XVIII al que se le dio el nombre de El flautista. Este robot de madera, que era aproximadamente del tamaño de una persona, tenía la capacidad de tocar una variedad de canciones en la flauta. Estaba formada por una serie de fuelles, tubos, pesas y otros componentes mecánicos, y su finalidad era imitar los movimientos de los músculos necesarios para tocar la flauta.
Varios subcampos de la ciencia actualmente hacen uso de robots humanoides como instrumentos para realizar investigaciones. Para crear robots humanoides, los investigadores se centran en la biomecánica, que es el estudio de la estructura y el comportamiento de los cuerpos humanos. Por otro lado, los intentos de recrear el cuerpo humano conducen a una comprensión más profunda de ese cuerpo. El estudio de la cognición humana es un subcampo de la psicología que se ocupa de cómo las personas adquieren nuevas habilidades perceptivas y motoras a través de la utilización de la información que reciben de sus sentidos. Esta información se utiliza en el desarrollo de modelos informáticos del comportamiento humano, que han demostrado una mejora constante a lo largo de los años.
Se ha planteado la hipótesis de que robots muy sofisticados harían posible que las personas normales adquirieran habilidades sobrehumanas. Por favor, refiérase al transhumanismo.
Los dominios de la medicina y la biotecnología, además de otras áreas de estudio como la biomecánica y la ciencia cognitiva, pueden beneficiarse enormemente del uso de robots humanoides.
A pesar de que el objetivo principal de la investigación humanoide era mejorar las órtesis y prótesis para las personas, la información se ha compartido entre los dos campos. Algunos ejemplos de estos tipos de prótesis son las prótesis de pierna motorizadas para personas con discapacidades neuromusculares, las órtesis de tobillo y pie, las prótesis de pierna biológicamente realistas y las prótesis de antebrazos.
En la práctica y el desarrollo de la asistencia sanitaria personalizada, se pueden utilizar robots humanoides como sujetos de prueba. En esta capacidad, pueden servir básicamente como enfermeras robóticas para poblaciones como las personas mayores. Los humanoides también son apropiados para algunos trabajos que implican seguir procedimientos paso a paso, como trabajar como administradores de recepción o en líneas de montaje de automóviles. Debido a que son capaces de utilizar herramientas, así como de controlar la maquinaria, las herramientas y los vehículos que fueron creados para la forma humana, los humanoides son teóricamente capaces de realizar cualquier trabajo que una persona humana sea capaz de hacer, siempre que tengan el software adecuado. Sin embargo, el nivel de dificultad que implica hacerlo es enorme.
En el mundo del entretenimiento, los robots humanoides tienen una larga e ilustre historia, comenzando con la noción y los ideales presentados en el cuento de Prometheus y continuando a través de la aplicación y construcción física de los animatrónicos contemporáneos utilizados en los parques temáticos. Hay muchas actuaciones en los parques temáticos de Disney que hacen uso de robots animatrónicos que aparecen, se mueven y hablan de una manera muy similar a la de los humanos. Aunque estos robots tienen una apariencia realista, no son capaces de cognición o movimiento independiente de ninguna manera. El documental independiente Plug & Pray, que se estrenó en 2010, se centra en una variedad de robots humanoides, así como en las posibles aplicaciones que dichos robots pueden tener en la vida cotidiana.
A pesar de que los robots humanoides tienen una amplia variedad de usos potenciales en el mundo real, su función principal es mostrar la tecnología en desarrollo. Es posible que los robots humanoides, en particular los equipados con algoritmos de inteligencia artificial, sean útiles para futuras misiones de exploración espacial que sean peligrosas o estén extremadamente lejos de la Tierra. Esto eliminará la necesidad de que la tripulación se dé la vuelta y regrese a la Tierra una vez que termine la misión.
Un dispositivo que monitorea alguna calidad del entorno externo se conoce como sensor. La detección es un componente esencial de los paradigmas robóticos, ya que es uno de los tres componentes fundamentales de la robótica (los otros dos son la planificación y el control).
Hay dos formas diferentes en que se pueden clasificar los sensores: una se basa en el mecanismo físico por el cual funcionan, y la otra se basa en el tipo de información de medición que generan. En este caso en particular, se utilizó la segunda estrategia.
La ubicación, la dirección y la velocidad del cuerpo y las articulaciones del humanoide, además de otras variables internas, pueden ser detectadas por los sensores propioceptivos del humanoide. e incluso sensores de velocidad.
Es posible obtener información sobre lo que se ha tocado mediante el uso de matrices de tactels. La Shadow Hand está equipada con 34 tactels, cada uno de los cuales está oculto detrás de la piel de poliuretano que cubre cada uno de sus dedos. Además, los sensores táctiles pueden ofrecer datos sobre las fuerzas y pares que se comunican entre el robot y otros objetos.
El procesamiento de la entrada de cualquier modalidad que haga uso del espectro electromagnético para formar una imagen se conoce como visión. Se utiliza en robots humanoides con el fin de reconocer objetos y determinar las características de las cosas. Los sensores de visión realizan sus funciones de la manera más parecida a la de los ojos humanos. La mayoría de los robots humanoides utilizan cámaras CCD como su principal tipo de sensor visual.
La capacidad de los robots humanoides para escuchar el habla y los ruidos del entorno es posible gracias a los sensores de sonido, que funcionan de manera similar al oído humano. Para que los robots se comuniquen entre sí, a menudo se utilizan micrófonos.
Los motores que son responsables del movimiento dentro del robot se llaman actuadores.
La mayoría de los robots humanoides utilizan actuadores eléctricos, lo que los convierte en la forma más común de actuadores en estas máquinas.
Los actuadores que utilizan fluido hidráulico generan más energía que los actuadores eléctricos o neumáticos, y también tienen un mayor grado de control sobre el par que generan en comparación con los actuadores que utilizan otros tipos de fluido.
Los actuadores neumáticos funcionan según el principio de que los gases pueden comprimirse...
