¿Qué es un robot robot?
Descripción general del robot
En la práctica, un robot es un dispositivo de máquina que realiza un trabajo automáticamente. Los robots pueden aceptar órdenes humanas, ejecutar programas preprogramados o actuar según principios y programas formulados con tecnología de inteligencia artificial. Los robots realizan tareas que reemplazan o ayudan al trabajo humano, como la fabricación, la construcción o trabajos peligrosos.
Los robots pueden ser producto de la integración avanzada de la cibernética, la mecatrónica, la informática, los materiales y la biónica. Actualmente, tiene importantes usos en campos como la industria, la medicina e incluso el militar.
Los países europeos y americanos creen que los robots deberían ser máquinas automáticas controladas por ordenador con funciones múltiples que puedan modificarse mediante programación, pero Japón no está de acuerdo con esta afirmación. Los japoneses creen que "un robot es cualquier máquina automática avanzada", que incluye manipuladores que aún deben ser controlados por una persona. Por lo tanto, muchos conceptos japoneses de robots no son los que definen los europeos y los estadounidenses.
Ahora, el concepto internacional de robots ha ido convergiendo gradualmente. En términos generales, la gente puede aceptar esta afirmación de que un robot es una máquina que depende de su propia potencia y capacidades de control para realizar diversas funciones. La Organización de las Naciones Unidas para la Normalización ha adoptado la definición de robot de la Asociación Estadounidense de Robótica: "Un manipulador programable y multifuncional utilizado para transportar materiales, piezas y herramientas; o una máquina programable y programable para realizar diferentes tareas. Sistema especializado para la acción.”
Los criterios de evaluación de las habilidades del robot incluyen: inteligencia, que se refiere al sentimiento y la percepción, incluyendo la memoria, la operación, la comparación, la identificación, el juicio, la toma de decisiones, el aprendizaje y el razonamiento lógico; que se refiere a flexibilidad, versatilidad u ocupación del espacio, etc., se refiere a fuerza, velocidad, capacidad de operación continua, confiabilidad, interoperabilidad, vida útil, etc. Por tanto, se puede decir que los robots son máquinas de coordenadas espaciales tridimensionales con funciones biológicas.
Historia del desarrollo de los robots
En 1920, el escritor checoslovaco Karel Capek, en su novela de ciencia ficción "Rosam's Robot Universal Company", basada en Robota (checo), que originalmente significaba " trabajo, trabajo duro") y Robotnik (polaco, originalmente significa "trabajador"), crearon la palabra "robot".
Elektro, un robot doméstico fabricado por Westinghouse Electric Company, se exhibió en la Exposición Mundial de 1939 en Nueva York, Estados Unidos. Está controlado por cables, puede caminar, hablar 77 palabras e incluso fumar, pero aún está lejos de poder realizar las tareas domésticas. Pero hace que la visión que la gente tiene de los robots domésticos sea más concreta.
En 1942, el maestro estadounidense de ciencia ficción Asimov propuso las "Tres Leyes de la Robótica". Aunque esto fue sólo una creación de las novelas de ciencia ficción, más tarde se convirtió en el principio predeterminado de I+D en el mundo académico.
En 1948, Norbert Wiener publicó "Cibernética", que detallaba las leyes consistentes de las funciones de comunicación y control en las máquinas y las funciones nerviosas y sensoriales humanas, y fue el primero en proponer un sistema automatizado centrado en la computadora. fábrica.
En 1954, el estadounidense George DeVore construyó el primer robot programable del mundo y registró una patente. Este tipo de manipulador puede realizar diferentes tareas según diferentes programas, por lo que es versátil y flexible.
En la Conferencia de Dartmouth de 1956, Marvin Minsky propuso su visión de las máquinas inteligentes: Las máquinas inteligentes son “capaces de crear modelos abstractos de su entorno y, si encuentran problemas, pueden encontrar soluciones en modelos abstractos”. Esta definición afectará la dirección de la investigación sobre robots inteligentes en los próximos 30 años.
En 1959, DeVore se asoció con el inventor estadounidense Joseph Engelberg para crear el primer robot industrial. Posteriormente, se estableció la primera fábrica de fabricación de robots del mundo, Unimation Company. Debido al desarrollo y promoción de los robots industriales por parte de Ingeberg, también se le conoce como el "padre de los robots industriales".
En 1962, la empresa estadounidense AMF produjo "VERSTRAN" (que significa manejo universal), que se convirtió en un robot industrial verdaderamente comercial como el Unimate producido por Unimation Company y se exportó a países de todo el mundo, iniciando un respuesta mundial. Un auge en los robots y la investigación en robótica.
La aplicación de sensores en 1962-1963 mejoró la operatividad de los robots.
Se ha intentado instalar varios sensores en robots, incluido el sensor táctil utilizado por Ernst en 1961, el sensor de presión utilizado por Tomovich y Boney en la primera "mano diestra" del mundo en 1962, y McCarthy en 1963, comenzó a agregar sensores visuales. sistemas a robots, y en 1965, ayudó al MIT a lanzar el primer sistema robótico del mundo con sensores visuales que podían identificar y localizar bloques de construcción.
En 1965, el robot Bestia fue desarrollado por el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins. Beast ya puede corregir su posición según el entorno mediante sistemas de sonar, tubos fotoeléctricos y otros dispositivos. Desde mediados de los años 60, se han ido estableciendo laboratorios de robótica en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, en la Universidad de Stanford (Estados Unidos) y en la Universidad de Edimburgo (Reino Unido). Estados Unidos ha comenzado a investigar la segunda generación de robots "sensibles" equipados con sensores y está avanzando hacia la inteligencia artificial.
En 1968, el Instituto de Investigación de Stanford en Estados Unidos anunció su exitoso robot Shakey. Tiene un sensor de visión que puede encontrar y agarrar bloques de construcción según instrucciones humanas, pero la computadora que lo controla es tan grande como una habitación. Shakey puede considerarse el primer robot inteligente del mundo, lo que inició el desarrollo de la tercera generación de robots.
En 1969, el laboratorio de Ichiro Kato de la Universidad de Waseda en Japón desarrolló el primer robot que caminaba sobre dos piernas. Kato Ichiro lleva mucho tiempo comprometido con la investigación de robots humanoides y es conocido como el "padre de los robots humanoides". Los expertos japoneses siempre han sido buenos en el desarrollo de robots humanoides y robots de entretenimiento. Más tarde, dieron un paso más y dieron origen al ASIMO de Honda y al QRIO de Sony.
En 1973, el primer robot y un pequeño ordenador del mundo trabajaron juntos, y nació el robot T3 de la empresa estadounidense Cincinnati Milacron.
En 1978, la empresa estadounidense Unimation lanzó el robot industrial general PUMA, que marcó la madurez completa de la tecnología de robots industriales. PUMA todavía está trabajando en la primera línea de la fábrica.
En 1984, Ingeberg lanzó el robot Helpmate, que podía entregar comidas, medicamentos y correo a pacientes en hospitales. Ese mismo año, también predijo: "Dejaré que el robot limpie el piso, cocine, salga a lavar mi auto y verifique la seguridad".
En 1998, la compañía danesa LEGO lanzó el kit de robot (Mind-storms), que hizo que la fabricación de robots fuera tan fácil como construir bloques. Era relativamente simple y podía ensamblarse a voluntad, y los robots comenzaron a aparecer. el mundo personal.
En 1999, Sony Corporation de Japón lanzó el robot con forma de perro AIBO (AIBO), que se agotó inmediatamente. Desde entonces, los robots de entretenimiento se han convertido en una de las formas en que los robots ingresan a los hogares comunes.
En 2002, la empresa danesa iRobot lanzó Roomba, un robot aspirador que puede evitar obstáculos, diseñar automáticamente su ruta de viaje y conducir automáticamente hasta una base de carga cuando la batería está baja. Roomba es actualmente el robot doméstico más vendido y comercial del mundo.
En junio de 2006, Microsoft lanzó Microsoft Robotics Studio. La tendencia hacia la modularización de robots y la unificación de plataformas se está volviendo cada vez más obvia. Bill Gates predijo que los robots domésticos pronto arrasarán el mundo.
Clasificación de robots
Al igual que nacieron en las novelas de ciencia ficción, la gente está llena de fantasías sobre robots. Quizás sea precisamente por la vaga definición de robot que da a la gente un amplio espacio para la imaginación y la creatividad.
Robots operativos: pueden controlarse automáticamente, pueden programarse repetidamente, son multifuncionales, tienen varios grados de libertad, pueden ser fijos o móviles y se utilizan en sistemas de automatización relacionados.
Robot programable: Controla los movimientos mecánicos del robot en secuencia según el orden y las condiciones pre-requeridos.
Enseñanza y reproducción de robots: mediante guía u otros métodos, primero se enseñan los movimientos del robot, se ingresa el programa de trabajo y el robot repite automáticamente la operación.
Robot CNC: No es necesario hacer que el robot se mueva. Al robot se le enseña mediante valores numéricos, lenguaje, etc., y el robot realiza operaciones en base a la información enseñada.
Robot controlado por sensaciones: utiliza la información obtenida de los sensores para controlar los movimientos del robot.
Robot de control adaptativo: El robot puede adaptarse a los cambios del entorno y controlar sus propias acciones.
Robot controlado por aprendizaje: el robot puede "comprender" la experiencia laboral, tiene una determinada función de aprendizaje y utiliza la experiencia "aprendida" en el trabajo.
Robot inteligente: persona que utiliza inteligencia artificial para determinar sus acciones.
Según el entorno de aplicación, los expertos en robótica de nuestro país dividen los robots en dos categorías principales: robots industriales y robots especiales. Los denominados robots industriales son manipuladores multiarticulares o robots con múltiples grados de libertad orientados al ámbito industrial. Los robots especiales son varios robots avanzados distintos de los robots industriales que se utilizan en industrias no manufactureras y sirven a los humanos, incluidos: robots de servicio, robots submarinos, robots de entretenimiento, robots militares, robots agrícolas, máquinas robóticas, etc. Entre los robots especiales, algunas ramas se están desarrollando rápidamente y tienden a formar sistemas independientes, como robots de servicio, robots submarinos, robots militares, robots de microoperaciones, etc. En la actualidad, los expertos en robótica internacionales dividen los robots en dos categorías según su entorno de aplicación: robots industriales en entornos de fabricación y robots de servicios y humanoides en entornos no de fabricación. Esto es coherente con la clasificación de nuestro país.
Los robots aéreos también se llaman drones. Dentro de la familia de robots militares, los drones han sido el campo con las actividades de investigación científica más activas, el mayor progreso tecnológico, la mayor inversión en fondos de investigación y adquisición, y el más rico. experiencia práctica en los últimos años. Durante más de 80 años, el desarrollo de drones en el mundo ha sido impulsado básicamente por Estados Unidos. Estados Unidos ocupa el primer lugar en el mundo en términos de nivel técnico y tipos y cantidades de drones.
Variedades de robots
UAV "Einsatzgruppe"
Si analizamos la historia del desarrollo de los UAV, se puede decir que la guerra moderna promueve el desarrollo del poder de los UAV. . Y los drones tienen un impacto cada vez mayor en la guerra moderna. Durante la Primera Guerra Mundial y la Segunda Guerra Mundial, aunque aparecieron y se utilizaron drones, no jugaron un papel significativo debido a su bajo nivel tecnológico. Durante la Guerra de Corea, Estados Unidos utilizó aviones de reconocimiento y de ataque no tripulados, pero en cantidades limitadas. En la posterior guerra de Vietnam y la guerra de Oriente Medio, los drones se han convertido en un sistema de armas indispensable. En la Guerra del Golfo, la Guerra de Bosnia y la Guerra de Kosovo, los drones se convirtieron en el principal tipo de avión de reconocimiento.
El UAV francés "Kestrel"
Durante la Guerra de Vietnam, la Fuerza Aérea de Estados Unidos sufrió grandes pérdidas, 2.500 aviones fueron derribados y más de 5.000 pilotos murieron. Estados Unidos estaba alborotado. Por esta razón, la Fuerza Aérea de Estados Unidos utiliza drones con más frecuencia. Por ejemplo, el dron "Buffalo Hunter" ha realizado más de 2.500 misiones sobre Vietnam del Norte, tomando fotografías a altitudes ultrabajas, con una tasa de daño de sólo el 4%. El UAV AQM-34Q 147 Firebee ha volado más de 500 veces, realizando escuchas electrónicas, interferencias de radio, arrojando chatarra metálica y abriendo canales para aviones tripulados.
Aviones de reconocimiento no tripulados de gran altitud
Durante la batalla del valle de la Bekaa en 1982, el ejército israelí lo descubrió mediante reconocimiento aéreo. Siria ha concentrado un gran número de tropas en el valle de la Bekaa. El 9 de junio, el ejército israelí envió el avión de alerta temprana E-2C "Hawkeye" de fabricación estadounidense para monitorear al ejército sirio. Al mismo tiempo, envió más de 70 incursiones de vehículos aéreos no tripulados "Scout" y "Dog" cada vez. día para apuntar a las posiciones de defensa aérea del ejército sirio y el aeropuerto realiza reconocimientos repetidos y transmite las imágenes capturadas a los aviones de alerta temprana y al comando terrestre. De esta manera, el ejército israelí identificó con precisión la ubicación del radar del ejército sirio y luego lanzó misiles antirradar "Wolf", destruyendo muchos de los radares, misiles y cañones antiaéreos autopropulsados del ejército sirio, lo que obligó al ejército sirio. Los radares no se encienden. Se crearon las condiciones para que los aviones tripulados del ejército israelí atacaran objetivos.
UAV fantasma
Cuando estalló la Guerra del Golfo en 1991, uno de los primeros problemas que enfrentó el ejército estadounidense fue encontrar los lanzadores de misiles Scud ocultos en Irak en el vasto mar de arena. . Si se utiliza un avión de reconocimiento tripulado, tendrá que volar de un lado a otro sobre el desierto y estar expuesto a la potencia de fuego antiaérea del ejército iraquí durante mucho tiempo, lo cual es extremadamente peligroso. Por esta razón, los drones se han convertido en la principal fuerza de reconocimiento aéreo del ejército estadounidense. Durante toda la Guerra del Golfo, el dron "Pioneer" fue el tipo de dron más utilizado por el ejército estadounidense. El ejército estadounidense desplegó 6 compañías de drones Pioneer en la región del Golfo, con un total de 522 incursiones enviadas y el tiempo de vuelo Hasta. 1640 horas. En ese momento, no importaba el día o la noche, siempre había un dron Pioneer volando sobre la bahía todos los días.
Para destruir las fuertes defensas construidas por el ejército iraquí a lo largo de la costa, el acorazado USS Missouri navegó hacia la zona costera la noche del 4 de febrero. El dron Pioneer despegó de su cubierta y tomó fotografías con un dispositivo de reconocimiento infrarrojo. Se adquieren imágenes de objetivos terrestres y se transmiten al centro de mando.
Unos minutos más tarde, el cañón naval de 406 mm del acorazado comenzó a bombardear el objetivo y, al mismo tiempo, el dron continuó calibrando el cañón naval. Posteriormente, el acorazado USS Wisconsin tomó el relevo del USS Missouri y continuó el bombardeo durante tres días, destruyendo por completo las posiciones de artillería, la red de radares y el centro de mando y comunicaciones del ejército iraquí. Durante la Guerra del Golfo, los UAV Pioneer despegaron solo de dos acorazados en 151 salidas y volaron más de 530 horas, completando tareas como búsqueda de objetivos, alerta en el campo de batalla, interceptación marítima y apoyo de artillería naval.
Lanzamiento del UAV Brevel
En la Guerra del Golfo, el UAV Pioneer se convirtió en el pionero del ejército estadounidense. Realizó reconocimiento aéreo para el 7.º Ejército del Ejército, fotografió una gran cantidad de imágenes de tanques, centros de comando y sitios de lanzamiento de misiles iraquíes, y las transmitió a unidades de helicópteros. Luego, el ejército estadounidense envió helicópteros de ataque "Apache" para atacar. objetivos, las unidades de artillería también pueden ser llamadas para apoyo de fuego cuando sea necesario. La capacidad de supervivencia del avión Pioneer es muy fuerte. Entre los 319 vuelos, sólo uno fue alcanzado y entre 4 y 5 se estrellaron debido a interferencias electromagnéticas.
Además del ejército estadounidense, Gran Bretaña, Francia y Canadá también han enviado drones. Por ejemplo, la división francesa "Fawn" está equipada con un pelotón de drones "Marte". Cuando el ejército francés se adentró profundamente en Irak para luchar, primero envió drones para detectar la situación del enemigo, y el ejército francés evitó los tanques y las posiciones de artillería del ejército iraquí.
Durante la Guerra de Bosnia de 1995, debido a la urgente necesidad de tropas, el dron "Predator" fue rápidamente transportado al frente. El "Predator" jugó un papel importante en los ataques aéreos de la OTAN contra las líneas de suministro, depósitos de municiones y centros de mando de las fuerzas serbias. Primero realiza reconocimientos, guía a los aviones tripulados para atacar después de descubrir el objetivo y luego evalúa los resultados de la batalla. También proporciona a las fuerzas de mantenimiento de la paz de la ONU el movimiento de vehículos militares en las principales carreteras de Bosnia y Herzegovina para determinar si las partes están cumpliendo el acuerdo de paz. Por ello, el ejército estadounidense llama al Predator un "satélite de baja altitud en el campo de batalla". De hecho, los satélites sólo pueden proporcionar imágenes instantáneas del campo de batalla, mientras que los drones pueden flotar sobre el campo de batalla durante mucho tiempo, proporcionando así imágenes continuas en tiempo real del campo de batalla. Los drones también son mucho más baratos que utilizar satélites.
El 24 de marzo de 1999, la OTAN, liderada por Estados Unidos, inició un bombardeo indiscriminado de Yugoslavia con el pretexto de "mantener los derechos humanos", y estalló la "Guerra de Kosovo" que conmocionó al mundo. Durante los 78 días de bombardeos, las fuerzas de la OTAN enviaron 32.000 aviones, desplegaron más de 40 barcos y arrojaron 13.000 toneladas de bombas, causando estragos sin precedentes en Europa desde la Segunda Guerra Mundial.
El terreno montañoso y boscoso de Yugoslavia y las condiciones climáticas de los días de lluvia han afectado en gran medida el efecto de reconocimiento de los satélites de reconocimiento de la OTAN y los aviones de reconocimiento de gran altitud. La potencia de fuego antiaérea del ejército serbio es muy feroz y. Los aviones de reconocimiento tripulados no se atrevieron a volar bajo y las fuerzas aéreas de la OTAN no pudieron identificar ni atacar objetivos bajo las nubes. Para reducir las víctimas, la OTAN utiliza ampliamente los drones. La Guerra de Kosovo fue la guerra en la que se utilizó el mayor número de drones y el papel de los drones fue mayor entre las guerras locales del mundo. Aunque los UAV vuelan lentamente y vuelan a baja altura, son de tamaño pequeño, tienen características de radar e infrarrojos pequeñas, están bien ocultos y no son fáciles de alcanzar. Son adecuados para el reconocimiento de altitudes medias y bajas y pueden ver claramente los satélites. y aviones de reconocimiento tripulados. Objetivo invisible.
En la Guerra de Kosovo, Estados Unidos, Alemania, Francia y Reino Unido enviaron más de 200 drones de 6 tipos diferentes, entre ellos: el "Predator" de la Fuerza Aérea de los EE.UU., el "Hunter" del Ejército. y el "Pioneer" de la Armada; el CL-289 de Alemania; los "Crecerelles" y el "Hunter" de Francia y el "Phoenix" británico.
Los UAV realizaron principalmente las siguientes tareas durante la Guerra de Kosovo: reconocimiento a media y baja altitud y vigilancia del campo de batalla, interferencia electrónica, evaluación de resultados de batalla, posicionamiento de objetivos, recopilación de datos meteorológicos, distribución de folletos y rescate de pilotos, etc.
La Guerra de Kosovo no sólo mejoró enormemente la situación de los drones en la guerra, sino que también atrajo la atención de los gobiernos de varios países hacia los drones. El Comité de Servicios Armados del Senado de los Estados Unidos exige que dentro de 10 años, el ejército prepare una cantidad suficiente de sistemas no tripulados para que un tercio de los aviones de ataque de baja altitud sean drones, dentro de 15 años, un tercio de los vehículos de combate terrestres sean no tripulados; vehículos aéreos. No se trata de sustituir pilotos y aviones tripulados por sistemas no tripulados, sino de utilizarlos para complementar las capacidades de los aviones tripulados, de modo que los pilotos se utilicen lo menos posible en misiones de alto riesgo. El desarrollo de drones seguramente promoverá el desarrollo de la teoría de la guerra moderna y de los sistemas de guerra no tripulados.
Robot policial
Los llamados robots militares terrestres se refieren a sistemas robóticos utilizados en tierra. No solo pueden ayudar a la policía a retirar bombas y completar tareas de seguridad en áreas importantes en tiempos de paz, pero también en tiempos de guerra también pueden realizar diversas tareas como remoción de minas, reconocimiento y ataque en nombre de los soldados. Hoy en día, Estados Unidos, Gran Bretaña, Alemania, Francia, Japón y otros países han desarrollado varios tipos de robots militares terrestres.