Tres Leyes de la
Robótica
Estos principios fueron
denominados por Asimov las Tres Leyes de la
Robótica, y son:
- Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
- Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
- Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.
Consecuentemente todos los robots de Asimov son fieles
sirvientes del ser humano, de ésta forma su actitud
contraviene a la de Kapek.
A continuación se presenta un cronograma de los
avances de la robótica desde sus inicios.
| FECHA | DESARROLLO |
| SigloXVIII. | A mediados del J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas de música |
| 1801 | J. Jaquard invento su telar, que era una máquina programable para la urdimbre |
| 1805 | H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos. |
| 1946 | El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que |
| podía registrar señales eléctricas por medio magnéticos y reproducirlas para | |
| accionar un máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952. | |
| 1951 | Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores de control remoto) |
| para manejar materiales radiactivos. Patente de Estados Unidos emitidas para Goertz (1954) y Bergsland (1958). | |
| 1952 | Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo. |
| Un lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically | |
| Programmed Tooling) se desarrolló posteriormente y se publicó en 1961. | |
| 1954 | El inventor británico C. W. Kenward solicitó su patente para diseño de robot. |
| Patente británica emitida en 1957. | |
| 1954 | G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada. |
| Patente emitida en Estados Unidos para el diseño en 1961. | |
| 1959 | Se introdujo el primer robot comercial por Planet Corporation. estaba controlado por interruptores de fin de carrera. |
| 1960 | Se introdujo el primer robot ‘Unimate’’, basada en la transferencia de artic. |
| programada de Devol. Utilizan los principios de control numérico para el | |
| control de manipulador y era un robot de transmisión hidráulica. | |
| 1961 | Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una |
| máquina de fundición de troquel. | |
| 1966 | Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización. |
FECHA |
DESARROLLO |
| 1968 | Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standford Research |
| Institute), estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de visión y sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo. | |
| 1971 | El ‘Standford Arm’’, un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University. |
| 1973 | Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue |
| seguido por el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron | |
| posteriormente en el lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano. | |
| 1974 | ASEA introdujo el robot Irb6 de accionamiento completamente eléctrico. |
| 1974 | Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas. |
| 1974 | Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con control por computadora. |
| 1975 | El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se utilizó en operaciones de montaje, una de las |
| primitivas aplicaciones de la robótica al montaje. | |
| 1976 | Un dispositivo de Remopte Center Compliance (RCC) para la inserción de |
| piezas en la línea de montaje se desarrolló en los laboratorios Charles Stark | |
| Draper Labs en estados Unidos. | |
| 1978 | El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated Computer- Aided Manufacturing). |
| 1978 | Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assambly) para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors. |
| 1979 | Desarrollo del robot tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic |
| Assambly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA comerciales se introdujeron hacia 1981. | |
| 1980 | Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina |
| el sistema era capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones | |
| fuera de un recipiente. |
| FECHA | DESARROLLO |
| 1981 | Se desarrolló en la Universidad de Carnegie- Mellon un robot de impulsión |
| directa. Utilizaba motores eléctricos situados en las articulaciones del manipula dor sin las transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots. | |
| 1982 | IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarro |
| llo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo | |
| constituido por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo también para programar | |
| el robot SR-1. | |
| 1983 | Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un sistema de montaje |
| programable adaptable (APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el empleo de robots. | |
| 1984 | Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran |
| programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora | |
| personal y luego se cargaban en el robot. |
3. Automatización y
robótica
La historia de la automatización industrial está
caracterizada por períodos de constantes innovaciones
tecnológicas. Esto se debe a que las técnicas
de automatización están muy ligadas a los sucesos
económicos mundiales.
El uso de robots industriales junto con los sistemas de
diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de
fabricación asistidos por computadora (CAM), son la
última tendencia en automatización de los procesos de
fabricación y luego se cargaban en el robot.. Éstas
tecnologías conducen a la automatización industrial
a otra transición, de alcances aún
desconocidos.
Aunque el crecimiento del mercado de la
industria
Robótica ha sido lento en comparación con los
primeros años de la década de los 80´s, de
acuerdo a algunas predicciones, la industria de la
robótica está en su infancia. Ya
sea que éstas predicciones se realicen completamente, o
no, es claro que la industria robótica, en una forma o en
otra, permanecerá.
En la actualidad el uso de los robots industriales
está concentrado en operaciones muy simples, como tareas
repetitivas que no requieren tanta precisión. La Fig. 3.1
refleja el hecho de que en los 80´s las tareas
relativamente simples como las máquinas de
inspección, transferencia de materiales, pintado
automotriz, y soldadura son
económicamente viables para ser robotizadas. Los análisis de mercado en cuanto
a fabricación predicen que en ésta década y
en las posteriores los robots industriales incrementaran su campo
de aplicación, esto debido a los avances
tecnológicos en sensorica, los cuales
permitirán tareas mas sofisticadas como el ensamble de
materiales.
Como se ha observado la automatización y la
robótica son dos tecnologías estrechamente
relacionadas. En un contexto industrial se puede definir la
automatización como una tecnología que está
relacionada con el empleo de sistemas
mecánicos-eléctricos basados en computadoras para
la operación y control de la producción. En consecuencia la
robótica es una forma de automatización
industrial.
Hay tres clases muy amplias de automatización
industrial : automatización fija, automatización
programable, y automatización flexible.
La automatización fija se utiliza cuando el
volumen de
producción es muy alto, y por tanto se puede justificar
económicamente el alto costo del
diseño de equipo especializado para procesar el producto, con
un rendimiento alto y tasas de producción elevadas.
Además de esto, otro inconveniente de la
automatización fija es su ciclo de vida
que va de acuerdo a la vigencia del producto en el
mercado.
La automatización programable se emplea cuando el
volumen de
producción es relativamente bajo y hay una diversidad de
producción a obtener. En este caso el equipo de
producción es diseñado para adaptarse a la
variaciones de configuración del producto; ésta
adaptación se realiza por medio de un programa
(Software).
La automatización flexible, por su parte, es
más adecuada para un rango de producción medio.
Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización
fija y de la automatización programada.
Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una
serie de estaciones de trabajo interconectadas entre si por
sistemas de almacenamiento y
manipulación de materiales, controlados en su conjunto por
una computadora.
De los tres tipos de automatización, la
robótica coincide mas estrechamente con la
automatización programable.
En tiempos más recientes, el control
numérico y la telequerica son dos tecnologías
importantes en el desarrollo de la robótica. El control
numérico (NC) se desarrolló para máquinas
herramienta a finales de los años 40 y principios de los
50´s. Como su nombre lo indica, el control numérico
implica el control de acciones de un
máquina-herramienta por medio de números.
Está basado en el trabajo
original de Jhon Parsons, que concibió el empleo de
tarjetas
perforadas, que contienen datos de
posiciones, para controlar los ejes de una
máquina-herramienta.
El campo de la telequerica abarca la utilización
de un manipulador remoto controlado por un ser humano.
A veces denominado teleoperador, el operador remoto es
un dispositivo mecánico que traduce los movimientos del
operador humano en movimientos correspondientes en una
posición remota. A Goertz se le acredita el desarrollo de
la telequerica. En 1948 construyó un mecanismo manipulador
bilateral maestro-esclavo en el Argonne National Laboratory. El
empleo más frecuente de los teleoperadores se encuentra en
la manipulación de sustancias radiactivas, o peligrosas
para el ser humano.
La combinación del control numérico y la
telequerica es la base que constituye al robot modelo. Hay
dos individuos que merecen el reconocimiento de la confluencia de
éstas dos tecnologías y el personal que
podía ofrecer en las aplicaciones industriales. El primero
fue un inventor británico llamado Cyril Walter Kenward,
que solicitó una patente británica para un
dispositivo robótico en marzo de 1954. (El esquema se
muestra
abajo).
La segunda persona citada es
George C. Devol, inventor americano, al que debe atribuirse dos
invenciones que llevaron al desarrollo de los robots hasta
nuestros días. La primera invención
consistía en un dispositivo para grabar
magnéticamente señales eléctricas y
reproducirlas para controlar un máquina. La segunda
invención se denominaba Transferencia de Artículos
Programada.
Un robot industrial es un máquina programable de
uso general que tiene algunas características
antropomórficas o ¨humanoides¨. Las
características humanoides más típicas de
los robots actuales es la de sus brazos móviles, los que
se desplazarán por medio de secuencias de movimientos que
son programados para la ejecución de tareas de utilidad.
La definición oficial de un robot industrial se
proporciona por la Robotics Industries Association (RIA),
anteriormente el Robotics Institute of América.
"Un robot industrial es un manipulador multifuncional
reprogramable diseñado para desplazar materiales , piezas,
herramientas o
dispositivos especiales, mediante movimientos variables
programados para la ejecución de una diversidad de
tareas".
