El siguiente esquema se proporciona como una descripción general y una guía temática sobre robótica:
La robótica es una rama de la ingeniería mecánica, la ingeniería eléctrica y la informática que se ocupa del diseño, la construcción, el funcionamiento y la aplicación de robots, así como de los sistemas informáticos para su control, la retroalimentación sensorial y el procesamiento de la información. Estas tecnologías se ocupan de máquinas automatizadas que pueden sustituir a los humanos en entornos peligrosos o procesos de fabricación, o parecerse a los humanos en apariencia, comportamiento o cognición. Muchos de los robots actuales están inspirados en la naturaleza, lo que contribuye al campo de la robótica de inspiración biológica.
Control adaptativo : método de control utilizado por un controlador que debe adaptarse a un sistema controlado con parámetros que varían o que son inicialmente inciertos. Por ejemplo, a medida que un avión vuela, su masa disminuirá lentamente como resultado del consumo de combustible; se necesita una ley de control que se adapte a esas condiciones cambiantes.
Robótica aérea : desarrollo de vehículos aéreos no tripulados (UAV), comúnmente conocidos como drones, aeronaves sin piloto humano a bordo. Su vuelo se controla de forma autónoma mediante ordenadores de a bordo o mediante el control remoto de un piloto en tierra o en otro vehículo.
Ciencia androide : marco interdisciplinario para estudiar la interacción y la cognición humanas basado en la premisa de que un robot muy parecido a un humano (es decir, un androide) puede provocar respuestas sociales dirigidas por humanos en seres humanos.
Antropobótica : ciencia del desarrollo y estudio de robots que sean totalmente o en algún modo similares a los humanos.
Robótica BEAM : un estilo de robótica que utiliza principalmente circuitos analógicos simples en lugar de un microprocesador para producir un diseño inusualmente simple (en comparación con los robots móviles tradicionales) que intercambia flexibilidad por robustez y eficiencia en el desempeño de la tarea para la cual fue diseñado.
Robótica bioinspirada : fabricación de robots inspirados en sistemas biológicos. A veces se confunden la biomímesis y el diseño bioinspirado. La biomímesis consiste en copiar la naturaleza, mientras que el diseño bioinspirado consiste en aprender de ella y crear un mecanismo más simple y eficaz que el sistema observado en la naturaleza.
Robótica biomórfica: una subdisciplina de la robótica centrada en emular la mecánica, los sistemas de sensores, las estructuras informáticas y las metodologías utilizadas por los animales.
La biónica , también conocida como biomimética, biognosis, biomimetismo o ingeniería de creatividad biónica, es la aplicación de métodos y sistemas biológicos encontrados en la naturaleza al estudio y diseño de sistemas de ingeniería y tecnología moderna.
Biorrobótica : estudio de cómo fabricar robots que emulen o simulen organismos biológicos vivos mecánicamente o incluso químicamente.
Robótica en la nube : es un campo de la robótica que intenta invocar tecnologías en la nube, como la computación en la nube, el almacenamiento en la nube y otras tecnologías de Internet centradas en los beneficios de la infraestructura convergente y los servicios compartidos para la robótica.
Neurociencia computacional : estudio de la función cerebral en términos de las propiedades de procesamiento de información de las estructuras que componen el sistema nervioso.
Grados de libertad : en mecánica, el grado de libertad (GDL) de un sistema mecánico es el número de parámetros independientes que definen su configuración. Es el número de parámetros que determinan el estado de un sistema físico y es importante para el análisis de sistemas de cuerpos en ingeniería mecánica, ingeniería aeronáutica, robótica e ingeniería estructural.
Robótica de desarrollo : una metodología que utiliza metáforas del desarrollo neuronal y la psicología del desarrollo para desarrollar la mente de los robots autónomos.
Control digital : una rama de la teoría de control que utiliza computadoras digitales para actuar como controladores del sistema.
Reducción de dimensionalidad : proceso de reducción del número de variables aleatorias bajo consideración, que puede dividirse en selección de características y extracción de características.
Robótica distribuida –
Control electrónico de estabilidad : es una tecnología computarizada que mejora la seguridad de la estabilidad de un vehículo al detectar y reducir la pérdida de tracción (derrape).
Tecnologías de vehículos inteligentes : comprenden dispositivos electrónicos, electromecánicos y electromagnéticos, generalmente componentes micromaquinados de silicio que funcionan en conjunto con dispositivos controlados por computadora y transceptores de radio para brindar funciones de repetibilidad de precisión (como en sistemas de inteligencia artificial robótica), validación de advertencias de emergencia y reconstrucción del rendimiento.
Cinemática : estudio del movimiento aplicado a los robots. Incluye tanto el diseño de los mecanismos que permiten realizar el movimiento, su potencia, control y estabilidad, como su planificación, como la elección de una secuencia de movimientos para lograr una tarea más amplia.
Aprendizaje robótico : aprendizaje para realizar tareas como evitar obstáculos, controlar y otras tareas relacionadas con el movimiento.
Interfaz de manipulación directa : en informática, la manipulación directa es un estilo de interacción entre humanos y computadoras que implica la representación continua de objetos de interés y acciones y retroalimentación rápidas, reversibles e incrementales. La intención es permitir que un usuario manipule directamente los objetos que se le presentan, utilizando acciones que corresponden, al menos vagamente, al mundo físico.
Microrrobótica : un campo de la robótica en miniatura, en particular robots móviles con dimensiones características inferiores a 1 mm.
Planificación del movimiento (también conocido como el "problema de la navegación", el "problema del que mueve el piano") es un término utilizado en robótica para referirse al proceso de detallar una tarea en movimientos discretos.
Control motor : actividades relacionadas con el procesamiento de información realizadas por el sistema nervioso central que organizan el sistema musculoesquelético para crear movimientos coordinados y acciones especializadas.
Nanorrobótica : campo tecnológico emergente que crea máquinas o robots cuyos componentes son de escala igual o cercana a un nanómetro (10−9 metros).
Dinámica pasiva : se refiere al comportamiento dinámico de los actuadores, robots u organismos cuando no extraen energía de una fuente (por ejemplo, baterías, combustible, ATP).
Programación por demostración : técnica de desarrollo del usuario final para enseñarle a una computadora o un robot nuevos comportamientos demostrando la tarea a transferir directamente en lugar de programarla mediante comandos de máquina.
Prototipado rápido : construcción automática de objetos físicos mediante fabricación aditiva a partir de modelos virtuales en software de diseño asistido por ordenador (CAD), transformándolos en secciones transversales horizontales delgadas y virtuales, para luego producir capas sucesivas hasta completar los elementos. A partir de junio de 2011, se utiliza para fabricar modelos, piezas de prototipos y piezas de calidad de producción en cantidades relativamente pequeñas.
Aprendizaje por refuerzo : un área del aprendizaje automático en la informática que se ocupa de cómo un agente debe realizar acciones en un entorno a fin de maximizar algún concepto de recompensa acumulativa.
Cinemática robótica : aplica la geometría al estudio del movimiento de cadenas cinemáticas de múltiples grados de libertad que forman la estructura de los sistemas robóticos.
Locomoción robótica : nombre colectivo para los diversos métodos que utilizan los robots para transportarse de un lugar a otro.
Programación de robots –
Mapeo robótico : el objetivo de un robot autónomo es poder construir (o usar) un mapa o plano de planta y localizarse en él.
Cirugía robótica : la cirugía asistida por computadora y la cirugía asistida por robot son términos para los desarrollos tecnológicos que utilizan sistemas robóticos para ayudar en los procedimientos quirúrgicos.
Sensores – (también llamados detectores) es un convertidor que mide una cantidad física y la convierte en una señal que puede ser leída por un observador o por un instrumento (hoy en día mayoritariamente electrónico).
Localización y mapeo simultáneos : técnica utilizada por robots y vehículos autónomos para construir un mapa dentro de un entorno desconocido (sin conocimiento a priori) o para actualizar un mapa dentro de un entorno conocido (con conocimiento a priori de un mapa dado), mientras que al mismo tiempo mantienen un registro de su ubicación actual.
Ingeniería de software : la aplicación de un enfoque sistemático, disciplinado y cuantificable al diseño, desarrollo, operación y mantenimiento de software, y el estudio de estos enfoques; es decir, la aplicación de la ingeniería al software.
Robótica espacial : robots que operan en el espacio y que se distinguen de otras naves espaciales, como satélites y sondas de sobrevuelo, por su locomoción y capacidades autónomas.
Procesamiento del habla : estudio de las señales de voz y los métodos de procesamiento de estas señales. Las señales se procesan normalmente en una representación digital, por lo que el procesamiento del habla puede considerarse un caso especial de procesamiento de señales digitales, aplicado a las señales de voz. [ Aclaración necesaria ] Los aspectos del procesamiento del habla incluyen la adquisición, manipulación, almacenamiento, transferencia y salida de señales de voz digitales.
Máquinas de vectores de soporte : modelos de aprendizaje supervisado con algoritmos de aprendizaje asociados que analizan datos y reconocen patrones, utilizados para análisis de clasificación y regresión.
Robótica de hormigas : robots enjambre que pueden comunicarse mediante marcas, similares a las hormigas que ponen y siguen rastros de feromonas.
Telepresencia : se refiere a un conjunto de tecnologías que permiten a una persona sentirse como si estuviera presente, dar la apariencia de estar presente o tener un efecto, a través de la telerrobótica, en un lugar distinto a su ubicación real.
La robótica incorpora aspectos de muchas disciplinas, entre ellas la electrónica , la ingeniería , la mecánica , el software y las artes . El diseño y el control de los robots se basan en conocimientos de muchos campos, entre ellos:
Ficción – La tecnología robótica y sus implicaciones son temas importantes en la ciencia ficción y han servido de inspiración para el desarrollo de la robótica y han sido motivo de inquietudes éticas. Los robots se representan en cuentos y novelas, en películas, en programas de televisión, en producciones teatrales, en medios basados en la web, en juegos de computadora y en cómics. Véase Lista de robots y androides ficticios .
Literatura : los sirvientes artificiales autónomos ficticios tienen una larga historia en la cultura humana. El tropo más extendido en la actualidad de robots que desarrollan conciencia de sí mismos y se rebelan contra sus creadores data de principios del siglo XX. Véase Robots en la literatura .
Campos de aplicación: además, los campos de aplicación incluyen los campos específicos para los que se está diseñando un robot en particular. Por ejemplo, se requeriría experiencia en procedimientos quirúrgicos y anatomía para diseñar aplicaciones de cirugía robótica .
Un robot es una máquina, especialmente una que se puede programar mediante un ordenador, capaz de llevar a cabo una serie compleja de acciones de forma automática. Un robot puede ser guiado por un dispositivo de control externo o el control puede estar integrado en él.
Aerobot – robot capaz de volar de forma independiente en otros planetas
Androide : robot humanoide; que se asemeja a la forma o figura de un humano [3] [4]
Autómata : robot autónomo primitivo que realizaba exactamente las mismas acciones una y otra vez.
Animatronic : un robot que generalmente se utiliza en parques temáticos y sets de películas y programas de televisión.
Vehículo autónomo : vehículo equipado con un sistema de piloto automático, que es capaz de conducir de un punto a otro sin la intervención de un operador humano.
Ballbot : robot móvil dinámicamente estable diseñado para equilibrarse sobre una sola rueda esférica (es decir, una pelota)
Ciborg : también conocido como organismo cibernético, un ser con partes tanto biológicas como artificiales (por ejemplo, electrónicas, mecánicas o robóticas).
Robot de desactivación de artefactos explosivos: robot móvil diseñado para evaluar si un objeto contiene explosivos; algunos llevan detonadores que pueden depositarse en el objeto y activarse después de que el robot se retira [5]
Gynoid : robot humanoide diseñado para parecerse a una mujer humana
Robot industrial : manipulador multifuncional reprogramable diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especializados a través de movimientos programados variables para el desempeño de una variedad de tareas[6]
Robot insecto: pequeño robot diseñado para imitar el comportamiento de los insectos en lugar de comportamientos humanos complejos. [5]
Microbot : robots microscópicos diseñados para ingresar al cuerpo humano y curar enfermedades.
Robot militar : exoesqueleto capaz de fusionarse con su usuario para mejorar su fuerza, velocidad, manejo, etc.
Robot móvil : robot autopropulsado y autónomo que es capaz de moverse a lo largo de un recorrido sin restricciones mecánicas. [6]
Misil de crucero : misil guiado controlado por robot que transporta una carga explosiva.
Robot de entretenimiento musical: robot creado para realizar entretenimiento musical tocando instrumentos hechos a medida o instrumentos desarrollados por humanos.
Nanobot : es lo mismo que un microbot, pero más pequeño. Los componentes tienen una escala de nanómetros (10 −9 metros) o cercana a ella.
Robot protésico : manipulador o dispositivo programable que reemplaza una extremidad humana faltante. [6]
Rover : un robot con ruedas diseñado para caminar sobre el terreno de otros planetas
Robot de servicio : máquinas que amplían las capacidades humanas. [6]
Snakebot – robot o componente robótico que se asemeja a un tentáculo o a la trompa de un elefante , donde se utilizan muchos actuadores pequeños para permitir el movimiento curvo continuo de un componente robótico, con muchos grados de libertad. Esto se aplica generalmente a los robots con brazo de serpiente , que lo utilizan como un manipulador flexible. Una aplicación más rara es el snakebot , donde todo el robot es móvil y similar a una serpiente, de modo de poder acceder a espacios estrechos.
Robots terrestres o domésticos. Generalmente tienen ruedas, pero también hay robots con dos o más patas ( humanoides o que se parecen a animales o insectos).
Actuador : motor que traduce señales de control en movimiento mecánico. Las señales de control suelen ser eléctricas, pero, más raramente, pueden ser neumáticas o hidráulicas. La fuente de alimentación también puede ser cualquiera de estas. Es común que se utilice control eléctrico para modular un motor neumático o hidráulico de alta potencia. [5] [6]
Robot delta : articulación de trípode, utilizada para construir manipuladores de acción rápida con un amplio rango de movimiento.
Potencia de accionamiento: fuente o fuentes de energía para los actuadores del robot. [6]
Efector final : dispositivo o herramienta auxiliar diseñada específicamente para acoplarse a la muñeca del robot o a la placa de montaje de la herramienta para permitir que el robot realice la tarea prevista. (Algunos ejemplos pueden incluir pinzas, pistolas de soldadura por puntos, pistolas de soldadura por arco, pistolas de pintura en aerosol o cualquier otra herramienta de aplicación). [6]
Encadenamiento hacia adelante : proceso en el cual una entidad considera los eventos o los datos recibidos para adaptar inteligentemente su comportamiento. [5]
Háptica : tecnología de retroalimentación táctil que utiliza el sentido del tacto del operador. También se aplica a veces a manipuladores robóticos con su propia sensibilidad táctil.
Hexápodo (plataforma): plataforma móvil que utiliza seis actuadores lineales. Se utiliza a menudo en simuladores de vuelo y atracciones de feria , pero también tiene aplicaciones como manipulador robótico.
Ver plataforma Stewart
Hidráulica : control de la fuerza mecánica y del movimiento generado por la aplicación de líquido bajo presión.cf neumática.
Filtro de Kalman : técnica matemática para estimar el valor de la medición de un sensor, a partir de una serie de valores intermitentes y ruidosos.
Enlace Klann : enlace simple para robots caminantes.
Manipulador paralelo – robot articulado o manipulador basado en un número de cadenas cinemáticas, actuadores y articulaciones, en paralelo.cf manipulador en serie.
Manipulador remoto – manipulador bajo control humano directo, a menudo utilizado para trabajar con materiales peligrosos.
Manipulador en serie : robot articulado o manipulador con unaúnicacadena cinemática en serie de actuadores.cf manipulador paralelo.
Silenciamiento: desactivación de un dispositivo de protección que detecta presencia durante una parte del ciclo del robot. [6]
Colgante: Cualquier dispositivo de control portátil que permite a un operador controlar el robot desde dentro del espacio restringido del robot. [6]
Neumática : control de la fuerza mecánica y del movimiento generado por la aplicación de gas comprimido.cf hidráulica.
Servo : motor que se mueve hacia una posición determinada y la mantiene bajo un comando, en lugar de moverse continuamente.
Servomecanismo : dispositivo automático que utiliza retroalimentación negativa de detección de errores para corregir el rendimiento de un mecanismo.
Punto único de control: capacidad de operar el robot de tal manera que la iniciación o el movimiento del robot desde una fuente de control solo sea posible desde esa fuente y no pueda ser anulado desde otra fuente [6]
Control de velocidad lenta: modo de control del movimiento del robot en el que la velocidad del robot está limitada para permitir que las personas tengan tiempo suficiente para retirar el movimiento peligroso o detener el robot [6]
Motor paso a paso : motor cuya rotación se divide en intervalos denominados «pasos». El motor puede girar a lo largo de un número controlado de pasos, lo que permite conocer con exactitud la distancia recorrida.
Plataforma Stewart : plataforma móvil que utiliza seis actuadores lineales, por lo que también se la conoce como hexápodo.
Modo de enseñanza: estado de control que permite la generación y el almacenamiento de puntos de datos posicionales generados al mover el brazo robótico a través de una trayectoria de movimientos previstos [6]
Robots específicos
Aura (satélite) : nave espacial robótica lanzada por la NASA en 2004 que recopila datos atmosféricos de la Tierra [5]
Robonaut : proyecto de desarrollo llevado a cabo por la NASA para crear robots humanoides capaces de utilizar herramientas espaciales y trabajar en entornos similares a los de los astronautas con traje.
Unimate , el primer robot industrial listo para usar, de 1961
Sala limpia : entorno que tiene un bajo nivel de contaminantes ambientales como polvo, microbios en el aire, partículas de aerosol y vapores químicos; a menudo se utiliza en el ensamblaje de robots. [5]
Conducta emergente : conducta resultante complicada que surge de la operación repetida de conductas subyacentes simples.
Envolvente (espacio), máximo: volumen de espacio que abarca los movimientos máximos diseñados de todas las partes del robot, incluido el efector final, la pieza de trabajo y los accesorios. [6]
Humanoide : que se parece a un ser humano en forma, función o ambas.
Punto central de la herramienta (TCP): origen del sistema de coordenadas de la herramienta. [6]
Valle inquietante : punto hipotético en el que el comportamiento y la apariencia de un robot humanoide son tan parecidos a los de los humanos reales pero no son lo suficientemente precisos ni tienen tantas características como para causar una sensación de repulsión.
FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology): organización fundada por el inventor Dean Kamen en 1989 con el fin de desarrollar formas de inspirar a los estudiantes en los campos de la ingeniería y la tecnología. Fundó varias competiciones de robótica para estudiantes de primaria y secundaria.
^ Según el Oxford English Dictionary , el término "robótica" se utilizó por primera vez en el cuento "¡Mentiroso!", publicado en la edición de mayo de 1941 de Astounding Science Fiction.
^ abcdefgh Joseph A. Angelo (2007). Robótica: una guía de referencia para la nueva tecnología. Libraries Unlimited. pp. 258–327. ISBN978-1-57356-337-6. Recuperado el 28 de enero de 2011 .
^ abcdefghijklmn "Manual técnico de OSHA - SECCIÓN IV: CAPÍTULO 4 - SEGURIDAD DE LOS ROBOTS INDUSTRIALES Y SISTEMAS ROBÓTICOS". Administración de Seguridad y Salud Ocupacional . Consultado el 28 de enero de 2011 .
^ Vía férrea y vía lineal (PDF)
^ "Mejora de las conversaciones humanas en robots humanoides".
^ "Demostración del robot infantil Ibuki". 31 de julio de 2018.
^ "Ibuki -Respirando vida-". YouTube . 30 de julio de 2018.
^ "DARPA ROBOTICS CHALLENGE (DRC)". Archivado desde el original el 20 de enero de 2013. Consultado el 14 de enero de 2013 .