¿Maquinas Autónomas?

¿Qué onda?, pues este es el ensayo que hice como proyecto final de EVAP, a ver qué les parece


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¿Maquinas Autónomas?

El Primer Paso a la Inteligencia Artificial.

Por Carlos García

Gracias a los recientes avances en la tecnología, existe la posibilidad de crear maquinas autónomas, pero existe la limitante que se les tiene que dar instrucciones precisas y solo realizan movimientos cíclicos, gracias a algoritmos de movimiento libre fue posible crear un robot el cual puede moverse casi por cualquier superficie sin antes darle instrucciones de cómo es el terreno por el cual se tiene que mover dándole una autonomía no vista hasta este momento.

Para ponernos en la misma sintonía.
Desde que el hombre tiene uso de razón, se ha buscado crear lo que hoy conocemos como Inteligencia Artificial, autores como Mary Shelley o Isaac Asimov lo mencionan en sus novelas; hoy en día, gracias a la tecnología contamos con máquinas con cierta autonomía que pueden discernir entre varias posibilidades, estas máquinas son comúnmente denominadas robots, que aunque están lejos de actuar como los que vemos en las películas, son capaces de facilitar el día a día de las personas. Algunos son capaces de lavar los platos, otros se dedican a aspirar la casa, hay incluso robots niñera, pero claro no todos van enfocados al uso doméstico, también son utilizados en áreas tales como la milicia, la aeroespacial y en equipos de rescatistas. 

La mayoría de dichos robots se desplazan por medio de ruedas, pero debido a los problemas de accesibilidad que presentan estos robots, sobre todo para usos militares y aeroespaciales, se ha tenida que buscar métodos alternativos para moverlos. Uno de los métodos más utilizado por ser relativamente sencillo es cambiar las ruedas por orugas, como la que usan los tanques, que se adapten mejor al terreno y a su vez tiene un mejor agarre, otro método es el uso de patas para mover al robot de lo cual vamos a habla a continuación…

Patas vs Ruedas.

La tendencia en los últimos tiempos es la biomímica, es decir hacer que los diseños emulen a la naturaleza, ya que han demostrado ser los más efectivos, el ejemplo más conocido de biomímica es el velcro el cual copia a los frutos del cardo para hacer su trabajo; por este motivo se pensó en darle patas a los robots, para que imitaran el movimiento de los insectos en la naturaleza, tales como las hormigas o las arañas, gracias a esto el robot obtiene una mayor accesibilidad en áreas difíciles de alcanzar con ruedas, sobre todo en robots diseñados para misiones espaciales, tales como la exploración de otros planetas, ya que por obvias razones en el espacio no existen caminos por los cuales podría avanzar un robot de ruedas, así mismo en las zonas de desastre, un robot caminante es más eficiente al momento de abrirse paso a por los escombros cuando están en misión de rescate.

Por otro lado, las ruedas también tienen sus ventajas, la principal, y la que más interesa al momento de diseñar, es la velocidad que pueden alcanzar los robots las cuales son muy altas en comparación de los robots caminantes. A su vez es mucho más sencillo de controlar a un robot con ruedas, ya que solo es cuestión de ponerle una rueda que gire para darle dirección así como el timón de un barco, mientras que el robot caminante necesita un motor por cada articulación de cada pata, entonces llegamos a la disyuntiva de darle mayor movilidad al robot o realizar una programación más compacta, lo que significa menor uso de CPU, y menor es el tamaño del 'cerebro' del motor.

Otro punto a tener en cuenta con el uso de patas es el equilibrio del robot, ya que hay que cuidar que el robot no pierda el equilibrio, para esto hay que imaginar un polígono de apoyo, que se forma uniendo los puntos de apoyo de las patas como si fueran las aristas del polígono, después proyectar el centro de gravedad, que es el punto central de equilibrio del robot, y cuidar que la proyección no se salga del polígono de apoyo, de lo contrario se caería el robot. El principal problema con esto es que el centro de gravedad se está moviendo constantemente conforme se mueven las patas entonces se necesita separar capacidad de procesamiento para incluir estos cálculos.

Programando movimiento no programado.

Uno de los problemas más graves que se presentan es la incapacidad de pensar del robot por sí mismo, ya que los robots actuales utilizan una programación cíclica, es decir hacen los mismos pasos una y otra vez, y necesitan ser programados con todas las variables que se pueden presentar en su camino, tales como ¿Qué hacer si se presenta una piedra?, ¿una pared?, ¿un precipicio?, ¿un declive?, etc… provocando que su programación sea muy extensa, lo que nos regresa al problema del tamaño del procesador o cerebro, entonces el robot tiene que ser conectado por radiofrecuencias a una computadora que procese todas las variables y le regrese solo la información que necesitan los actuadores o motores del robot, esto es un problema por el retraso que existe entre el tiempo en que el robot envía la señal y el momento en que recibe una respuesta, además de este sistema se ve limitado por la distancia que existe entre el robot y el computador, que en los robots utilizados para misiones espaciales estamos hablando de millones de kilómetros.

Por esta razón fue que entre Efrén Gorrostieta y Emilio Vargas Soto crearon un algoritmo, que es como el instructivo que lee el robot, para que un robot de 6 patas caminara sin un programa predeterminado, es decir, va eligiendo el mejor camino posible desde cada ubicación en la que se encuentra, esto gracias a varias ecuaciones que incluyen datos como inclinación del suelo, presencia de objetos, la localización del centro de gravedad, el polígono de apoyo, posibilidad de colisión entre las patas, entre otros factores, el robot decide hacia donde dar el siguiente paso, una vez avanzado vuelve a calcular todo otra vez, así solo se requiere darle al robot la información del punto de partida y el destino final, y el hará el resto.

Entonces ¿Con qué nos quedamos?

El uso de programación cíclica en un robot genera una gran cantidad de código de programación lo cual no es deseable debido a que se busca que sean lo más portátiles posible, así mismo el uso de patas es de gran ventaja en cuanto accesibilidad se refiere, sin embargo en cuestión de velocidad las ruedas son mejores, por lo que lo ideal sería utilizar patas con ruedas, que use las ruedas en terrenos lisos y fáciles de maniobrar, pero que cuando este en terrenos difíciles se mueva en forma de araña dándole así una versatilidad y velocidad que por separado, llantas y patas, no conseguirían.

¿Quieres conocer más acerca de los temas mencionados?

Marazzi, A. (16 de Octubre de 2009). Robot que lavará los platos. Recuperado el 3 de Mayo de 2010, de Gizmología: http://gizmologia.com/2009/10/robot-que-lavara-los-platos

miguel. (23 de Abril de 2008). ¿Qué es la Biomímica? Recuperado el 3 de Mayo de 2010, de Biomimética: Diseñar con formas de la naturaleza: http://plastica1esoanimalesf.blogspot.com/

Real de León, R., Vargas Rubio, J., & Flores Enríquez, M. A. (9 de Noviembre de 2007). Buscar En La Naturaleza Inspiracion Para Nuevos Diseños. Recuperado el 3 de Mayo de 2010, de De Alter Arquitectura: http://dearquitectura.emuseo.org/?p=44

tuexperto.com. (30 de Mayo de 2007). Un robot-niñera, el nuevo amigo de los niños. Recuperado el 3 de Mayo de 2010, de tuexperto.com: http://www.tuexperto.com/2007/05/30/un-robot-ninera-el-nuevo-amigo-de-los-ninos/

Vargas Soto, E., & Gorrostieta, E. (02 de Julio de 2007). Algoritmo Difuso de Locomoción LibrePara un Robot Caminante de Seis Patas. México. http://www.ejournal.unam.mx/cys/vol11-03/CYS011000305.pdf

Wikipedia*. (1 de Mayo de 2010). Robot. Recuperado el 3 de Mayo de 2010, de Wikipedia: http://es.wikipedia.org/wiki/Robot