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miércoles, 11 de mayo de 2011

CIBERNETICA


La cibernética es el estudio del control y comunicación en los sistemas complejos: organismos vivos, máquinas y organizaciones. Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.
La cibernética es una ciencia, nacida hacia 1948 e impulsada inicialmente por Norbert Weiner que tiene como objeto “el control y comunicación en el animal y en la máquina” o “desarrollar un lenguaje y técnicas que nos permitirán abordar el problema del control y la comunicación en general” En 1950, Ben Laposky, un matemático de Iowa, creó los oscilones o abstracciones electrónicas por medio de un ordenador analógico: se considera esta posibilidad de manipular ondas y de registrarlas electrónicamente como el despertar de lo que habría de ser denominado computer graphics y, luego, computer art e infoarte. La cibernética dio gran impulso a la teoría de la información a mediados de los 60, la computadora digital sustituyo la analógica en la elaboración de imágenes electrónicas. En esos años aparecen la segunda generación de computadoras (con transistores en 1960) concretándose por entonces los 1° dibujos y gráficos de computadora, y la tercera (con circuitos integrados, en 1964) así como los lenguajes de programación. En 1965 tuvo lugar en Stuttgart la exposición”Computer-grafik” . Pero la muestra que consagró la tendencia fue la que tuvo lugar en 1968 bajo el titulo “Cibernetic Serendipity”en el Instituto de Arte Contemporáneo de Londres.
   
   
También en ese año se destacó la exposición “Mindextenders” del Museum of Contemporary Crafs de Londres. En 1969 el Museo Brooklin organizó la muestra “Some more Beginnings”. En ese mismo año, en Buenos Aires y otras ciudades de Argentina, se presentaba Arte y cibernética, organizada por Jorge Glusberg con esta muestra se inauguraría los principios de la relación arte/ imagen digital en nuestro país. En España la primera manifestación fue la de “Formas computables”- 1969- “Generación automática de formas plásticas” -1970-ambas organizadas por el Centro de Cálculo de la Universidad de Madrid. En los primeros meses de 1972, el Instituto Alemán de Madrid y de Barcelona han presentado una de las muestras más completas que ha tenido lugar en España, titulada<Impulso arte computador>
Las primeras experiencias de lo que luego se llamaría net.art. se remontan al año 1994, es importante aclarar que ya por los 1960 existían algunas antecedentes. De todas formas se puede establecer, que las primeras experiencias donde la tecnología informática puesta al servicio de la comunidad funciono como soporte estético trascurren por aquellos años y rompe con la idea de lectura lineal de la obra.
La cibernética ha sido definida por Weiner como "la ciencia de control y comunicación en el animal y la máquina; en una palabra, el arte del timonel". - Ashby.
Hasta la llegada de la cibernética (según Bateson uno de los dos acontecimientos de mayor influencia en el siglo XX), los modelos de causalidad eran casi siempre lineales. En la ciencia prevalecía una polémica epistemológica entre el determinismo y la teleología. En términos simplificados las dos posturas representaban el conflicto entre las causas iniciales o el resultado final como elemento dominante al influir sobre los estados intermedios. La física tendía hacia la primera postura; la biología hacia la segunda. En cuanto al estudio del hombre, dice Watzlawick:
"Para volver una vez más al estudio del hombre, el psicoanálisis evidentemente pertenece a la escuela determinista mientras, por ejemplo la psicología analítica de Jung se basa en gran medida en la asunción de una entelequia (o principio teleológico) inmanente en el hombre"."La aparición de la cibernética cambió todo esto demostrando que los dos principios pueden juntarse dentro de un marco más comprensivo. Este enfoque se hizo posible por el descubrimiento del "feedback".""El feedback puede ser positivo o negativo. Este último caracteriza la homeostasis y desempeña un papel importante en conseguir y mantener la estabilidad de las relaciones. El feedback positivo en cambio, conduce al cambio, es decir, la pérdida de estabilidad o equilibrio. En ambos casos, parte del "output" del sistema se vuelve a introducir en el sistema como información sobre el "output". La diferencia es que en el caso de feedback negativo, la información se utiliza para reducir la variación en cuanto a una norma preestablecida - por eso se le llama "negativo" - mientras que en el caso de "feedback" positivo, la misma información opera como medida para ampliar. La variación en el output es, por tanto, positiva en cuanto a la tendencia existente hacia la inmovilidad o turbación".
Las relaciones humanas pueden considerarse como "bucles de feedback". El feedback negativo y positivo es más complejo en los sistemas "abiertos" que en los sistemas "cerrados" en los que la homeostasis (más que "cambio" o "crecimiento") es la norma.
 

En los sistemas abiertos el "feedback" puede utilizarse para consolidar el sistema (mediante feedback positivo que confirma que el "feedforward" del sistema es correcto) o para cambiar el sistema (mediante "feedback" negativo que confirma que el "feedforward" del sistema es incorrecto). El "feedback" positivo produce el mantenimiento o incremento del sistema existente mientras que el feedback negativo produce cambio en el sistema.

En los sistemas cerrados los cambios se producen en las relaciones internas (un cambio a nivel I según el modelo de Bateson). Sin embargo, en los sistemas abiertos hay la posibilidad añadida de un cambio en el sistema en sí (un cambio a nivel II).
 
"El feedback ha sido descrito como el secreto de la actividad natural... Los sistemas que se autoregulan - sistemas con feedback - requieren de una filosofía propia en la que los conceptos de patrón e información son tan esenciales como fueron los de materia y energía al comienzo del siglo.

El padre de la Cibernética

Norbert Wiener - El padre de la Cibernética

En nuestros dias la Cibernética no debe verse ni como una ciencia, ni como una disciplina; sino como un movimiento de ideas, que trató de romper con la estrechez de conocimientos propios de cada disciplina. El movimiento cibernético permitió que científicos de ramas muy diferentes se agruparan en colectivos de investigación y por primera vez, matemáticos, fisiólogos y especialistas en electrónica se integraran en equipos multidisciplinarios. Su creador Norbert Wiener después de estar años trabajando en las teorías matemáticas y de agregar alguna fórmulas más al gran aparato matemático, comenzó a trabajar en cuestiones técnicas como el control de los disparos de la artillería antiaérea y la transmisión más eficiente de mensajes codificados a través de sistemas de comunicaciones. Escribió un libro sobre cibernética y el control en los animales y las máquinas que se convirtió en un éxito. Las condiciones estaban dadas para una nueva revolución dentro de la ciencia.

APLICACIÓN DE LA ROBÓTICA EN EDUCACIÓN



Los robots están apareciendo en los salones de clases de tres distintas formas.
Primero, los programas educacionales utilizan la simulación de control de robots como un medio de enseñanza. Un ejemplo palpable es la utilización del lenguaje de programación del robot Karel, el cual es un subconjunto de Pascal; este es utilizado por la introducción a la enseñanza de la programación.

El segundo y de uso más común es el uso del robot tortuga en conjunción con el lenguaje LOGO para enseñar ciencias computacionales. LOGO fue creado con la intención de proporcionar al estudiante un medio natural y divertido en el aprendizaje de las matemáticas.
En tercer lugar está el uso de los robots en los salones de clases. Una serie de manipuladores de bajo costo, robots móviles, y sistemas completos han sido desarrollados para su utilización en los laboratorios educacionales. Debido a su bajo costo muchos de estos sistemas no poseen una fiabilidad en su sistema mecánico, tienen poca exactitud, no existen los sensores y en su mayoría carecen de software.
Rol del docente
La robótica es un medio multimedio y de esta riqueza proviene su valoración pedagógica, pero también son la causa de las dificultades que hay que enfrentar para su implementación.El perfil del docente no suele estar preparado para un "multimundo". Tampoco la escuela lo está. Por ello es tan difícil realizar integraciones y más aún que éstas permanezcan en el tiempo. Sin embargo los que ingresan al mundo de la robótica podrán asombrarse con las múltiples relaciones curriculares que se le abren.
Las aplicaciones matemáticas y geométricas y la investigación y experimentación de fenómenos físicos, son algunas de las más obvias. Pero también en plástica se podrán crear muñecos animados integrando el trabajo mecánico y de programación con técnicas de títeres. En geografía podrán construirse sistemas planetarios. En historia, maquetas simulando viajes de exploración o escenas de momentos históricos. Los personajes de cuentos -Don Quijote, Gulliver- también serán fuentes de inspiración.

A modo de ejemplo en una escuela se les dijo que con los sensores podrían construir modelos en LEGO que tuvieran la capacidad de ver y sentir.Una de las niñas tuvo una reacción más compleja, el placer que le producía pensar que, pasara lo que pasara, iba a ser por lo menos algo distinto a las monótonas sesiones diarias de clase se vio teñido por un poco de aprehensión.Durante la primera semana el grupo de María supo cómo sacarle partido a la barrera. Cada alumno debía aportar su parte de piezas de Lego. Dado que el trueque con otros grupos estaba permitido a fin de hacer más flexible cada proyecto, se desarrolló un mercado en el que las piezas más buscadas eran precisamente los motores y los sensores que el grupo de María tan poco valoraba, mientras que las piezas de menos valor para los más agresivos mercaderes eran las más bonitas piezas que tan útiles resultaban para construir casas. Sacar provecho del mercado a fin de obtener materiales para construir una magnífica casa le producía cierto placer de empresarios; la resolución de problemas de construcción en el campo de la geometría y la técnica era el origen de un placer intelectual y la forma que iba adoptando el producto del trabajo, la casa, le producía un placer estético. Había encontrado su lugar.
Lo que fue gratificante para el curso no fue por ejemplo hacer que la luz parpadeara, sino hallar la manera de sortear sus propios obstáculos interiorizados.

La mejor contribución que puede hacer el docente sería la de revisar la historia de manera que pudiera consolidar la conciencia de los estudiantes sobre lo bien que lo habían hecho.Por ejemplo, sería importante que reconozcan que construir una casa fue una estrategia excelente a fin de aunar sus fuerzas y su confianza en sí mismos ante una situación difícil.
Así, los temas de discusión no serían el Lego, las luces y los motores, sino los modos de enfrentarse a situaciones incómodas e intelectualmente difíciles. Se discutiría, pues, sobre estrategias de resolución de problemas y de coordinación de proyectos.
La principal virtud de este tipo de taller es la de conceder libertad de acción para que los estudiantes trabajaran a su manera con los materiales de que dispusieron.
Fundamentos
La aplicación de la Robótica comienza con los estudios desarrollados por Newell, Show y Simon y desembocó en estudios que tienen estrechas relaciones con la psicología cognitivista.
En principio, podemos tener en cuenta que actualmente la Educación General Básica (E.G.B.) ya incluye esta área en el curriculum. Sólo se halla en discusión a partir de que ciclo es conveniente hacerlo.
El tratamiento de este tema se fundamenta en las palabras de César Coll cuando propone que enseñar debe tener en cuenta:
a)la lógica propia de la disciplina;
b)la lógica psicológica;
c)la lógica social.

a)Lógica propia en la disciplina: la robótica es un área de la Tecnología que crea y diseña aplicaciones llamadas máquinas robots cuyas funciones son manipular objetos (cajitas, bolsas de cemento, herramientas) y posicionarlos (llevarlos a un lugar determinado).
No es sólo una tecnología, sino que, además, integra Mecánica, Electrónica, Electromecánica e Informática. Alrededor de la Robótica se están desarrollando los siguientes campos conceptuales:

* Control Automático* Telecomunicaciones
También posee un importante contenido matemático (especialmente en Trigonometría) y Física (estudio de las máquinas en movimiento y dinámica del movimiento). Existe un componente asociado a la Biología como fuente de ideas (copia de estructuras de movimiento tomados de la naturaleza como por ejemplo: arácnidos, reptiles, trompa de elefante, etc.). De esta forma es como se da fuerte relación de la Biología con los Sistemas de Control Automático.
b)Lógica psicológica
Históricamente, la Robótica Educativa se comenzó a trabajar pensando que ello permitía desarrollar habilidades relacionadas con la resolución de problemas y como una buena oportunidad de plantear para el aprendizaje las ciencias implicadas: Matemática, Física, Biología (entorno de aprendizaje)

Con la Ley Federal de Educación aparece la idea de incorporar conceptos de tecnología en la currícula. De esta manera, la Robótica Educativa pasaría a ser una parte del curriculum de Tecnología a través de la cual no sólo se pretende que el alumno adquiera habilidades para la resolución de problemas sino para aprender la lógica de la disciplina en sí.
c) Lógica Social
La Robótica es una de las Tecnologías más significativas porque ha tenido un fuerte impacto social como la Informática. Este aspecto no ha sido planteado directamente y es el que se relaciona con la dimensión histórico-social, es decir, con todas aquellas cuestiones que se vinculan más con las Ciencias Sociales como las que se refieren a valores, medio ambiente, calidad de vida, etc.
OBJETIVOS DE LA ROBÓTICA EN EL ÁMBITO EDUCATIVO
a) COMO OBJETO DE ESTUDIO EN SI MISMA
La Robótica definida como "educación para la robótica", es decir, definida como objeto de estudio y dominio, ya sea para fines industriales, científicos, exploratorios, etc. es el objetivo de las escuelas técnicas o Laboratorios de Automatización.

b) COMO RECURSO PEDAGÓGICO
La robótica para la educación definida como medio para estimular el acercamiento personalizado, el estudio e investigación, la construcción e invención de y con los materiales y conceptos de las "ciencias" y "tecnologías" que convergen en ella. Estos objetivos se vinculan con las instituciones educativas no técnicas en todos sus niveles.

Algunos objetivos de la Robótica como recurso pedagógico podrían ser:
1-El desarrollo del pensamiento
a- En el contexto de construcción: desarrollando la inteligencia práctica y el pensamiento creativo.
b- En el contexto de programación: formalizando procesos de acción y retroalimentación.
2-El desarrollo del conocimiento.
Específicamente de mecánica, electricidad, física en general, matemática y geometría aplicadas, y programación.
3-La adopción de criterios de diseño y evaluación de las construcciones.
4-La valoración de sí mismos como constructores e inventores en este contexto.
5-La comprensión y valoración del aporte de la tecnología en el mundo a través de una comprensión más íntima y más personal de la misma.

miércoles, 6 de abril de 2011

La cibernética

Introducción

La palabra cibernética proviene del griego Κυβερνήτης (kybernetes) y significa "arte de pilotar un navνo", aunque Platón la utilizó en La República con el significado de "arte de dirigir a los hombres" o "arte de gobernar". Este es un término genérico antiguo pero aún usado para muchas áreas que están incrementando su títulos como: sistemas adaptativos, inteligencia artificial, sistemas complejos, teoría de complejidad, sistemas de control, aprendizaje organizacional, de sistemas matemáticos, sistemas de apoyo a las decisiones, dinámica de sistemas, teoría de información, investigación de operaciones, simulación e Ingeniería de Sistemas.
A todo esto se une la robótica, la cual se encarga de crear mecanismos de control los cuales funcionen en forma automática.
Todo esto ha conducido al surgimiento de los Cyborg, organismos Bio-mecánicos que buscan imitar la naturaleza humana.
Han pasado varios años desde que ingenieros iniciaron la hacia la automatización, y hasta hoy todos esos pasos han producido grandes resultados y avances.
En este trabajo se hace un de los avances en estas áreas: Cibernética, Robotica, Biónica e Inteligencia Artificial.

Cibernética

La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes. El nacimiento de la cibernética se estableció en el año 1942, en la época de un congreso sobre la inhibición cerebral celebrado en Nueva York, del cual surgió la de la fecundidad de un intercambio de conocimiento entre fisiólogos y técnicos en mecanismos de control. Cinco años más tarde, Norbert Wiener de los principales fundadores de esta ciencia, propuso el nombre de cibernética, derivado de una palabra griega que puede traducirse como , timonel o regulador. Por tanto la palabra cibernética podría significar ciencia de los mandos. Estos mandos son estructuras con elementos especialmente electrónicos y en correlación con los mecanismos que regulan la psicología de los seres vivientes y los sistemas sociales humanos, y a la vez que permiten la organización de máquinas capaces de reaccionar y operar con más precisión y rapidez que los seres vivos, ofrecen posibilidades nuevas para penetrar más exactamente las leyes que regulan la vida general y especialmente la del hombre en sus aspectos psicológicos, económicos, sociales etc.
Dentro del campo de la cibernética se incluyen las grandes máquinas calculadoras y toda clase de mecanismos o procesos de autocontrol semejantes y las máquinas que imitan la vida. Las perspectivas abiertas por la cibernética y la síntesis realizada en la comparación de algunos resultados por la biología y la electrónica, han dado vida a una nueva disciplina, la biónica. La biónica es la ciencia que estudia los: principios de la organización de los seres vivos para su aplicación a las necesidades técnicas. Una realización especialmente interesante de la biónica es la construcción de modelos de materia viva, particularmente de las moléculas proteicas y de los ácidos nucleicos.
Conocer bien al hombre es facilitar la elección de las armas necesarias para combatir sus enfermedades. Por tanto, es natural ver una parte de las investigaciones orientarse hacia un mejor conocimiento de los procesos fisiológicos. Ayudándose de la química y de la física es como han podido realizarse grandes progresos. Si quiere proseguir un mejor , debe abrirse más al campo de la mecánica y más aun al campo de la electrónica. En este aspecto se abre a la Cibernética.
La Robótica es la que aplica la informática al diseño y empleo de aparatos que, en substitución de personas, realizan operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones industriales. Se emplea en tareas peligrosas o para tareas que requieren una manipulación rápida y exacta. En los últimos años, con los avances de la Inteligencia Artificial, se han desarrollado sistemas que desarrollan tareas que requieren decisiones y auto programación y se han incorporado sensores de visión y tacto artificial.
Antes de conocer bien al hombre, la evolución científica exige ya la adaptación de lo poco que se conoce a un medio que se conoce apenas mejor. La vida en las regiones interplanetarias trastorna completamente la fisiología y, el cambio brusco que sobreviene durante el paso de la tierra a otro planeta, no permite al hombre sufrir el mecanismo de adaptación. Es, por tanto, indispensable crear un individuo parecido al hombre, pero cuyo destino será aun más imprevisible, puesto que nacido en la tierra morirá en otro lugar

jueves, 31 de marzo de 2011

Cibernética

La cibernética es el estudio interdisciplinario de la estructura de los sistemas reguladores. La cibernética está estrechamente vinculada a la teoría de control y a la teoría de sistemas. Tanto en sus orígenes como en su evolución, en la segunda mitad del siglo XX, la cibernética es igualmente aplicable a los sistemas físicos y sociales. Los sistemas complejos afectan y luego se adaptan a su ambiente externo; en términos técnicos, se centra en funciones de control y comunicación: ambos fenómenos externos e internos del/al sistema. Esta capacidad es natural en los organismos vivos y se ha imitado en máquinas y organizaciones. Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.

Etimología

La palabra cibernética proviene del griego Κυβερνήτης (kybernetes) y significa "arte de manejar un navío", aunque Platón la utilizó en La República con el significado de "arte de dirigir a los hombres" o "arte de gobernar". Éste es un término genérico antiguo pero aún usado para muchas áreas que están incrementando su especialización bajo títulos como: sistemas adaptativos, inteligencia artificial, sistemas complejos, teoría de complejidad, sistemas de control, aprendizaje organizacional, teoría de sistemas matemáticos, sistemas de apoyo a las decisiones, dinámica de sistemas, teoría de información, investigación de operaciones, simulación e Ingeniería de Sistemas.

Historia

La cibernética es una ciencia, nacida hacia 1942 e impulsada inicialmente por Norbert Wiener que tiene como objeto “el control y comunicación en el animal y en la máquina” o “desarrollar un lenguaje y técnicas que nos permitirán abordar el problema del control y la comunicación en general”. En 1950, Ben Laposky, un matemático de Iowa, creó los oscilones o abstracciones electrónicas por medio de un ordenador analógico: se considera esta posibilidad de manipular ondas y de registrarlas electrónicamente como el despertar de lo que habría de ser denominado computer graphics y, luego, computer art e infoarte. La cibernética dio gran impulso a la teoría de la información a mediados de los 60, la computadora digital sustituyo la analógica en la elaboración de imágenes electrónicas. En esos años aparecen la segunda generación de computadoras (con transistores en 1960) concretándose por entonces los 1° dibujos y gráficos de computadora, y la tercera (con circuitos integrados, en 1964) así como los lenguajes de programación. En 1965 tuvo lugar en Stuttgart la exposición”Computer-grafik” . Pero la muestra que consagró la tendencia fue la que tuvo lugar en 1968 bajo el título “Cibernetic Serendipity” en el Instituto de Arte Contemporáneo de Londres. También en ese año se destacó la exposición “Mindextenders” del Museum of Contemporary Crafs de Londres. En 1969 el Museo Brooklin organizó la muestra “Some more Beginnings”. En ese mismo año, en Buenos Aires y otras ciudades de Argentina, se presentaba Arte y cibernética, organizada por Jorge Glusberg con esta muestra se inauguraría los principios de la relación arte/ imagen digital en ese país. En España la primera manifestación fue la de “Formas computables”- 1969- “Generación automática de formas plásticas” -1970-ambas organizadas por el Centro de Cálculo de la Universidad de Madrid. En los primeros meses de 1972, el Instituto Alemán de Madrid y de Barcelona han presentado una de las muestras más completas que ha tenido lugar en España, titulada<Impulso arte computador>
Las primeras experiencias de lo que luego se llamaría net.art. se remontan al año 1994, es importante aclarar que ya por los 1960 existían algunas antecedentes. De todas formas se puede establecer, que las primeras experiencias donde la tecnología informática puesta al servicio de la comunidad funcionó como soporte estético trascurren por aquellos años y rompe con la idea de lectura lineal de la obra...

La raíz de la teoría cibernética

La palabra cibernética fue utilizada por primera vez en el contexto de "el estudio de auto-gobierno" por Platón en Las Leyes para significar la gestión de las personas. Las palabras de gobernar y el gobernador están relacionados con la misma raíz griega a través de la América cognados gubernare y gubernator. La palabra "cybernétique" también fue utilizado en 1834 por el físico André-Marie Ampère (1775-1836) para referirse a las ciencias de gobierno en su sistema de clasificación de los conocimientos humanos. James Watt El primer sistema de regulación automática artificial, un reloj de agua, fue inventado por el Ktesibios mecánico.
En sus relojes de agua, el agua fluía de una fuente, como un tanque en un depósito, luego desde el depósito a los mecanismos del reloj. Ktesibios dispositivo usó un flotador en forma de cono para controlar el nivel del agua en su embalse y ajustar la velocidad del flujo del agua en consecuencia para mantener un nivel constante de agua en el embalse, de modo que no desbordó ni se le permitió funcionar en seco . Esta fue la primera prótesis auto verdaderamente automático dispositivo normativo que no requiere la intervención externa entre la retroalimentación y el control del mecanismo.Aunque no se refieren a este concepto con el nombre de Cibernética (lo consideraban como un campo de la ingeniería), Ktesibios y otros como Heron y Su Song se consideran algunos de los primeros en estudiar los principios cibernéticos. El estudio de los mecanismos de teleológica (del griego τέλος o telos para el final, meta o propósito) en máquinas con fechas de retroalimentación correctiva de tan lejos como a finales de 1700 cuando el motor de vapor de James Watt estaba equipado con un gobernador, una válvula de votos centrífugas para el control de la velocidad del motor. Alfred Russel Wallace lo identificó como el principio de la evolución en su famoso artículo de 1858. En 1868, James Clerk Maxwell publicó un artículo teórico sobre los gobernadores, uno de los primeros para discutir y perfeccionar los principios de la auto-regulación de los dispositivos. Jakob von Uexküll aplica el mecanismo de retroalimentación a través de su modelo de ciclo de funcionamiento (Funktionskreis) con el fin de explicar el comportamiento de los animales y los orígenes del sentido en general.

Definiciones

La cibernética, según el epistemólogo, antropólogo, cibernetista y padre de la terapia familiar, Gregory Bateson, es la rama de las matemáticas que se encarga de los problemas de control, recursividad e información. Bateson también afirma que la cibernética es "el más grande mordisco a la fruta del árbol del Conocimiento que la humanidad haya dado en los últimos 2000 años".
Stafford Beer, filósofo de la teoría organizacional y gerencial, de quien el propio Wiener dijo que debía ser considerado como el padre de la cibernética de gestión, define a la cibernética como “la ciencia de la organización efectiva”.
Según el Profesor Dr. Stafford Beer, la cibernética estudia los flujos de información que rodean un sistema, y la forma en que esta información es usada por el sistema como un valor que le permite controlarse a sí mismo: ocurre tanto para sistemas animados como inanimados indiferentemente. La cibernética es una ciencia interdisciplinar, estando tan ligada a la física como al estudio del cerebro como al estudio de los computadores, y teniendo también mucho que ver con los lenguajes formales de la ciencia, proporcionando herramientas con las que describir de manera objetiva el comportamiento de todos estos sistemas.
El propio Stafford Beer afirmó: "Probablemente la primera y más clara visión dentro de la naturaleza del control ([1])... fue que éste no trata de tirar de palancas para producir unos resultados deseados e inexorables. Esta noción del control se aplica sólo a máquinas triviales.
Nunca se aplica un sistema total que incluye cualquier clase de elemento probabilístico -- desde la meteorología, hasta las personas; desde los mercados, a la política económica. No: la característica de un sistema no-trivial que está bajo control es que a pesar de tratar con variables demasiado extensas para cuantificar, demasiado inciertas para ser expresadas, e incluso demasiado difíciles de comprender, algo puede ser hecho para generar un objetivo predecible. Wiener encontró justo la palabra que quería en la operación de los grandes barcos de la antigua Grecia. En el mar, los grandes barcos batallaban contra la lluvia, el viento y las mareas -- cuestiones de ninguna forma predecibles. Sin embargo, si el hombre, operando sobre el timón, podía mantener su mirada sobre un lejano faro, podría manipular la caña del timón, ajustándola constantemente en tiempo-real, hasta alcanzar la luz. Esta es la función del timonel. En los tiempos rudos de Homero la palabra Griega para designar al timonel era kybernetes, que Wiener tradujo al Inglés como cybernetics, en español cibernética." En una reflexión muy poética dada por Gordon Pask la cibernética es “la ciencia de las metáforas a ser defendidas.”

Cibernética y robótica

Mucha gente asocia la cibernética con la robótica, los robots y el concepto de cyborg debido al uso que se le ha dado en algunas obras de ciencia ficción, pero desde un punto de vista estrictamente científico, la cibernética trata acerca de sistemas de control basados en la retroalimentación.
Ciertas aplicaciones de la cibernética pueden presentar algunas desventajas por ejemplo:
  • La creación de máquinas complejas que reemplacen a los trabajadores provocaría un recorte de personal.
  • En un futuro ya no se ocuparía personal "viejo" y contratarían técnicos jóvenes para el mantenimiento de las máquinas.
  • Es una tecnología muy potente pero su gran limitación es encontrar la relación máquina-sistema nervioso; ya que para esto se debería conocer el sistema nervioso perfectamente.
Algunas ventajas son:
  • La reducción de las jornadas laborales, los trabajos complejos o rutinarios pasarían a ser de las máquinas. Además, la cibernética brinda un gran aporte al campo medicinal.
  • Un conocimiento mayor de como funcionan los sistemas complejos pudiera llevar a la solución de problemas también complejos como la criminalidad en las grandes ciudades.
Algunas desventajas son:
  • Falta de empleo a la población, a causa de que las máquinas realizarían un mejor trabajo que un humano. Pobreza global.
  • Reemplazo de mano de obra humana por mano de obra robótica.

http://es.wikipedia.org/wiki/Cibern%C3%A9tica

 Cibernética y revolución tecnológica

La cibernética ha desempeñado un papel decisivo en el surgimiento de la actual revolución tecnológica. Alan Turing, alumno de John von Neumann (otro de los pioneros de la cibernética), ambos precursores de la computadora y Claude Shannon alumno de Norbert Wiener con su Teoría de la Información

revolución de tecnologías

Cibernetica

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La cibernética es el estudio del control y comunicación en los sistemas complejos: organismos vivos, máquinas y organizaciones. Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.



Etimología


La palabra cibernética proviene del griego Κυβερνήτης (kybernetes) y significa "arte de pilotar un navío", aunque Platón la utilizó en La República con el significado de "arte de dirigir a los hombres" o "arte de gobernar". Éste es un término genérico antiguo pero aún usado para muchas áreas que están incrementando su especialización bajo títulos como: sistemas adaptativos, inteligencia artificial, sistemas complejos, teoría de complejidad, sistemas de control, aprendizaje organizacional, teoría de sistemas matemáticos, sistemas de apoyo a las decisiones, dinámica de sistemas, teoría de información, investigación de operaciones, simulación e Ingeniería de Sistemas.





Historia


La cibernética es una ciencia, nacida hacia 1948 e impulsada inicialmente por Norbert Weiner que tiene como objeto “el control y comunicación en el animal y en la máquina” o “desarrollar un lenguaje y técnicas que nos permitirán abordar el problema del control y la comunicación en general” En 1950, Ben Laposky, un matemático de Iowa, creó los oscilones o abstracciones electrónicas por medio de un ordenador analógico: se considera esta posibilidad de manipular ondas y de registrarlas electrónicamente como el despertar de lo que habría de ser denominado computer graphics y, luego, computer art e infoarte. La cibernética dio gran impulso a la teoría de la información a mediados de los 60, la computadora digital sustituyo la analógica en la elaboración de imágenes electrónicas. En esos años aparecen la segunda generación de computadoras (con transistores en 1960) concretándose por entonces los 1° dibujos y gráficos de computadora, y la tercera (con circuitos integrados, en 1964) así como los lenguajes de programación. En 1965 tuvo lugar en Stuttgart la exposición”Computer-grafik” . Pero la muestra que consagró la tendencia fue la que tuvo lugar en 1968 bajo el titulo “Cibernetic Serendipity”en el Instituto de Arte Contemporáneo de Londres. También en ese año se destacó la exposición “Mindextenders” del Museum of Contemporary Crafs de Londres. En 1969 el Museo Brooklin organizó la muestra “Some more Beginnings”. En ese mismo año, en Buenos Aires y otras ciudades de Argentina, se presentaba Arte y cibernética, organizada por Jorge Glusberg con esta muestra se inauguraría los principios de la relación arte/ imagen digital en nuestro país. En España la primera manifestación fue la de “Formas computables”- 1969- “Generación automática de formas plásticas” -1970-ambas organizadas por el Centro de Cálculo de la Universidad de Madrid. En los primeros meses de 1972, el Instituto Alemán de Madrid y de Barcelona han presentado una de las muestras más completas que ha tenido lugar en España, titulada<Impulso arte computador>

Las primeras experiencias de lo que luego se llamaría net.art. se remontan al año 1994, es importante aclarar que ya por los 1960 existían algunas antecedentes. De todas formas se puede establecer, que las primeras experiencias donde la tecnología informática puesta al servicio de la comunidad funciono como soporte estético trascurren por aquellos años y rompe con la idea de lectura lineal de la obra.




Definiciones


La cibernética, según el epistemólogo, antropólogo, cibernetista y padre de la terapia familiar, Gregory Bateson, es la rama de las matemáticas que se encarga de los problemas de control, recursividad e información. Bateson también afirma que la cibernética es "el más grande mordisco a la fruta del árbol del Conocimiento que la humanidad haya dado en los últimos 2000 años".

Stafford Beer, filósofo de la teoría organizacional y gerencial, de quien el propio Wiener dijo que debía ser considerado como el padre de la cibernética de gestión, define a la cibernética como “la ciencia de la organización efectiva”.

Según el Profesor Dr. Stafford Beer, la cibernética estudia los flujos de información que rodean un sistema, y la forma en que esta información es usada por el sistema como un valor que le permite controlarse a si mismo: ocurre tanto para sistemas animados como inanimados indiferentemente. La cibernética es una ciencia interdisciplinar, estando tan ligada a la física como al estudio del cerebro como al estudio de los computadores, y teniendo también mucho que ver con los lenguajes formales de la ciencia, proporcionando herramientas con las que describir de manera objetiva el comportamiento de todos estos sistemas.

El propio Stafford Beer afirmó: "Probablemente la primera y más clara visión dentro de la naturaleza del control

... fue que éste no trata de tirar de palancas para producir unos resultados deseados e inexorables. Esta noción del control se aplica sólo a máquinas triviales.

Nunca se aplica un sistema total que incluye cualquier clase de elemento probabilístico -- desde la meteorología, hasta las personas; desde los mercados, a la política económica. No: la característica de un sistema no-trivial que está bajo control es que a pesar de tratar con variables demasiado extensas para cuantificar, demasiado inciertas para ser expresadas, e incluso demasiado difíciles de comprender, algo puede ser hecho para generar un objetivo predecible. Wiener encontró justo la palabra que quería en la operación de los grandes barcos de la antigua Grecia. En el mar, los grandes barcos batallaban contra la lluvia, el viento y las mareas -- cuestiones de ninguna forma predecibles. Sin embargo, si el hombre, operando sobre el timón, podía mantener su mirada sobre un lejano faro, podría manipular la caña del timón, ajustándola constantemente en tiempo-real, hasta alcanzar la luz. Esta es la función del timonel. En los tiempos antiguos de Homero la palabra Griega para designar al timonel era kybernetes, que Wiener tradujo al Inglés como cybernetics, en español cibernética."

En una reflexión muy poética dada por Gordon Pask la cibernética es “la ciencia de las metáforas a ser defendidas.”

Cibernética y robótica


Mucha gente asocia la cibernética con la robótica, los robots y el concepto de cyborg debido al uso que se le ha dado en algunas obras de ciencia ficción, pero desde un punto de vista estrictamente científico, la cibernética trata acerca de sistemas de control basados en la retroalimentación.

La cibernética presenta algunas desventajas por ejemplo:

* La creación de máquinas complejas que reemplacen a los trabajadores provocaría un recorte de personal.
* En un futuro ya no se ocuparía personal "viejo" y contratarían técnicos jóvenes para el mantenimiento de las máquinas.
* Es una tecnología muy potente pero su gran limitador es encontrar la relación máquina-sistema nervioso; ya que para esto se debería conocer el sistema nervioso perfectamente.

Algunas ventajas son:

* La reducción de las jornadas laborales, los trabajos complejos o rutinarios pasarían a ser de las máquinas. Además, la cibernética brinda un gran aporte al campo medicinal.




Cibernética y revolución tecnológica


La cibernética ha desempeñado un papel decisivo en el surgimiento de la actual revolución tecnológica. Alan Turing, alumno de John von Neumann (otro de los pioneros de la cibernética), ambos precursores de la computadora y Claude Shannon alumno de Norbert Wiener con su Teoría de la Información.






La Robotica



Introducción

La robótica es un concepto de dominio publico. La mayor parte de la gente tiene una idea de lo que es la robótica, sabe sus aplicaciones y el potencial que tiene; sin embargo, no conocen el origen de la palabra robot, ni tienen idea del origen de las aplicaciones útiles de la robótica como ciencia.

La robótica como hoy en día la conocemos, tiene sus orígenes hace miles de anos. Nos basaremos en hechos registrados a través de la historia, y comenzaremos aclarando que antiguamente los robots eran conocidos con el nombre de autómatas, y la robótica no era reconocida como ciencia, es mas, la palabra robot surgió hace mucho después del origen de los autómatas.

Desde el principio de los tiempos, el hombre ha deseado crear vida artificial. Se ha empeñado en dar vida a seres artificiales que le acompañen en su morada, seres que realicen sus tareas repetitivas, tareas pesadas o difíciles de realizar por un ser humano. De acuerdo a algunos autores, como J. J. C. Smart y Jasia Reichardt, consideran que el primer autómata en toda la historia fue Adán creado por Dios. De acuerdo a esto, Adán y Eva son los primero autómatas inteligentes creados, y Dios fue quien los programó y les dio sus primeras instrucciones que debieran de seguir. Dentro de la mitología griega se puede encontrar varios relatos sobre la creación de vida artificial, por ejemplo, Prometeo creo el primer hombre y la primer mujer con barro y animados con el fuego de los cielos. De esta manera nos damos cuenta de que la humanidad tiene la obsesión de crear vida artificial desde el principio de los tiempos. Muchos han sido los intentos por lograrlo.

Los hombres creaban autómatas como un pasatiempo, eran creados con el fin de entretener a su dueño. Los materiales que se utilizaban se encontraban al alcance de todo el mundo, esto es, utilizaban maderas resistentes, metales como el cobre y cualquier otro material moldeable, esto es, que no necesitara o requiriera de algún tipo de transformación para poder ser utilizado en la creación de los autómatas.

Estos primeros autómatas utilizaban, principalmente, la fuerza bruta para poder realizar sus movimientos. A las primeras maquinas herramientas que ayudaron al hombre a facilitarle su trabajo no se les daba el nombre de autómata, sino más bien se les reconocía como artefactos o simples maquinas.

Breve historia de la robótica.

Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos.

Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots.



Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión.

En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘ el programa ’ para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Éstas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y otros.

El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías.

No obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado por varias narraciones de ciencia ficción.

Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al ingles se convirtió en el término robot. Dicha narración se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan una sustancia química que es similar al protoplasma. Utilizan ésta sustancia para fabricar robots, y sus planes consisten en que los robots sirvan a la clase humana de forma obediente para realizar todos los trabajos físicos. Rossum sigue realizando mejoras en el diseño de los robots, elimina órganos y otros elementos innecesarios, y finalmente desarrolla un ser ‘ perfecto ’. El argumento experimenta un giro desagradable cuando los robots perfectos comienzan a no cumplir con su papel de servidores y se rebelan contra sus dueños, destruyendo toda la vida humana.

Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el acuñamiento del término Robótica. La imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada y con una seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.

Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de la Robótica, y son:

1. Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.

1. Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.

1. 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.





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".

Se espera en un futuro no muy lejano que la tecnología en robótica se desplace en una dirección que sea capaz de proporcionar a éstas máquinas capacidades más similares a las humanas.

Clasificación de los robots

La potencia del software en el controlador determina la utilidad y flexibilidad del robot dentro de las limitantes del diseño mecánico y la capacidad de los sensores. Los robots han sido clasificados de acuerdo a su generación, a su nivel de inteligencia, a su nivel de control, y a su nivel de lenguaje de programación. Éstas clasificaciones reflejan la potencia del software en el controlador, en particular, la sofisticada interacción de los sensores. La generación de un robot se determina por el orden histórico de desarrollos en la robótica. Cinco generaciones son normalmente asignadas a los robots industriales. La tercera generación es utilizada en la industria, la cuarta se desarrolla en los laboratorios de investigación, y la quinta generación es un gran sueño.

1.- Robots Play-back, los cuales regeneran una secuencia de instrucciones grabadas, como un robot utilizado en recubrimiento por spray o soldadura por arco. Estos robots comúnmente tienen un control de lazo abierto.

2.- Robots controlados por sensores, estos tienen un control en lazo cerrado de movimientos manipulados, y hacen decisiones basados en datos obtenidos por sensores.

3.- Robots controlados por visión, donde los robots pueden manipular un objeto al utilizar información desde un sistema de visión.

4.- Robots controlados adaptablemente, donde los robots pueden automáticamente reprogramar sus acciones sobre la base de los datos obtenidos por los sensores.

5.- Robots con inteligencia artificial, donde las robots utilizan las técnicas de inteligencia artificial para hacer sus propias decisiones y resolver problemas.

La Asociación de Robots Japonesa (JIRA) ha clasificado a los robots dentro de seis clases sobre la base de su nivel de inteligencia:

1.- Dispositivos de manejo manual, controlados por una persona.

2.- Robots de secuencia arreglada.

3.- Robots de secuencia variable, donde un operador puede modificar la secuencia fácilmente.

4.- Robots regeneradores, donde el operador humano conduce el robot a través de la tarea.

5.- Robots de control numérico, donde el operador alimenta la programación del movimiento, hasta que se enseñe manualmente la tarea.

6.- Robots inteligentes, los cuales pueden entender e interactuar con cambios en el medio ambiente.

Los programas en el controlador del robot pueden ser agrupados de acuerdo al nivel de control que realizan.

1.- Nivel de inteligencia artificial, donde el programa aceptará un comando como "levantar el producto" y descomponerlo dentro de una secuencia de comandos de bajo nivel basados en un modelo estratégico de las tareas.

2.- Nivel de modo de control, donde los movimientos del sistema son modelados, para lo que se incluye la interacción dinámica entre los diferentes mecanismos, trayectorias planeadas, y los puntos de asignación seleccionados.

3.- Niveles de servosistemas, donde los actuadores controlan los parámetros de los mecanismos con el uso de una retroalimentación interna de los datos obtenidos por los sensores, y la ruta es modificada sobre la base de los datos que se obtienen de sensores externos. Todas las detecciones de fallas y mecanismos de corrección son implementadas en este nivel.

En la clasificación final se considerara el nivel del lenguaje de programación. La clave para una aplicación efectiva de los robots para una amplia variedad de tareas, es el desarrollo de lenguajes de alto nivel. Existen muchos sistemas de programación de robots, aunque la mayoría del software más avanzado se encuentra en los laboratorios de investigación. Los sistemas de programación de robots caen dentro de tres clases :

1.- Sistemas guiados, en el cual el usuario conduce el robot a través de los movimientos a ser realizados.

2.- Sistemas de programación de nivel-robot, en los cuales el usuario escribe un programa de computadora al especificar el movimiento y el sensado.

3.- Sistemas de programación de nivel-tarea, en el cual el usuario especifica la operación por sus acciones sobre los objetos que el robot manipula.




¿ QUE ES UN ROBOT ?


Un robot puede ser visto en diferentes niveles de sofisticación, depende de la perspectiva con que se mire. Un técnico en mantenimiento puede ver un robot como una colección de componentes mecánicos y electrónicos; por su parte un ingeniero en sistemas puede pensar que un robot es una colección de subsistemas interrelacionados; un programador en cambio, simplemente lo ve como una máquina ha ser programada; por otro lado para un ingeniero de manufactura es una máquina capaz de realizar un tarea específica. En contraste, un científico puede pensar que un robot es un mecanismo el cuál él construye para probar una hipótesis.

Un robot puede ser descompuesto en un conjunto de subsistemas funcionales: procesos, planeación, control, sensores, sistemas eléctricos, y sistemas mecánicos. El subsistema de Software es una parte implícita de los subsistemas de sensores, planeación, y control; que integra todos los subsistemas como un todo.

En la actualidad, muchas de las funciones llevadas acabo por los subsistemas son realizadas manualmente, o de una forma off-line, pero en un futuro las investigaciones en estos campos permitirán la automatización de dichas tareas.

El Subsistema de Procesos incluye las tareas que lleva acabo el robot, el medio ambiente en el cual es colocado, y la interacción entre este y el robot. Este es el dominio de la ingeniería aplicada. Antes de que un robot pueda realizar una tarea, ésta debe ser buscada dentro de una secuencia de pasos que el robot pueda ejecutar. La tarea de búsqueda es llevada acabo por el Subsistema de Planeación, el cuál incluye los modelos de procesos inteligentes, percepción y planeación. En el modelo de procesos, los datos que se obtienen de una variedad de sensores son fusionados (Integración Sensorial) con modelos matemáticos de las tareas para formar un modelo del mundo. Al usar este modelo de mundo, el proceso de percepción selecciona la estrategia para ejecutar la tarea. Estas estrategias son convertidas dentro de los programas de control de el robot durante el proceso de planeación.

Estos programas son ejecutados por el Subsistema de Control; en este subsistema, los comandos de alto nivel son convertidos en referencias para actuadores físicos, los valores retroalimentados son comparados contra estas referencias, y los algoritmos de control estabilizan el movimiento de los elementos físicos.

Al realizar ésta tarea los mecanismos son modelados, el proceso es modelado, la ganancia de lazo cerrado puede ser adaptada, y los valores medidos son utilizados para actualizar los procesos y los modelos de los mecanismos.

Desde el subsistema de control se alimentan las referencias de los actuadores al Subsistema Eléctrico el cuál incluye todos los controles eléctricos de los actuadores. Los actuadores hidráulicos y neumáticos son usualmente manejados por electroválvulas controladas. También, este subsistema contiene computadoras, interfaces, y fuentes de alimentación. Los actuadores manejan los mecanismos en el Subsistema Mecánico para operar en el medio ambiente, esto es, realizar una tarea determinada. Los parámetros dentro del robot y del medio ambiente son monitoreados por el Subsistema de Sensores; ésta información sensórica se utiliza como retroalimentación en las ganancias de lazo cerrado para detectar potencialmente las situaciones peligrosas, para verificar que las tareas se realizan correctamente, y para construir un modelo del mundo.