Para que sirve la Robotica

Usos de los Robots

Los robots tienen una gran variedad de usos que los convierten en la tecnología ideal para el futuro. Pronto veremos robots en casi todas partes. Los veremos en nuestros hospitales, en nuestros hoteles e incluso en nuestras carreteras.

Definir un campo de aplicación para la robótica es una tarea ardua, debido a que hay tantos tipos de robots, capaces de contribuir funcionalmente a casi cualquier aplicación que implique la participación humana, para asistir o sustituir a los humanos en la realización de las tareas más exigentes.

En general, la introducción de la robótica permite aumentar el nivel de eficacia de los procesos, gracias al alto nivel de rendimiento de las máquinas, que ahora son cada vez más capaces de actuar de forma responsable en el contexto en el que se encuentran. Aunque somos conscientes de que lo que sigue es sólo una lista muy parcial de un fenómeno mucho más amplio, veamos cuáles son las principales aplicaciones de la robótica en la actualidad.

Que es la robotica y para que sirve

La robótica es una ciencia que combina varias ramas tecnológicas, como la ingeniería mecánica, electrónica y las ciencias de la computación, para diseñar, construir, operar, estructurar, manufacturar y aplicar robots.

Los robots son máquinas capaces de realizar tareas automatizadas y pueden ser utilizados en diversos campos, como la industria, la medicina, la exploración espacial y la investigación científica. Estudiar robótica puede ser útil para aquellos que buscan una carrera en la ingeniería, la tecnología y la investigación.

Para que sirve la robotica en la actualidad

En la actualidad, la robótica tiene una amplia gama de aplicaciones y es utilizada en prácticamente todos los ámbitos laborales, desde el sector industrial, servicios y quirúrgico hasta el aeroespacial, entre muchos otros.

La robótica persigue la implementación y diseño de dispositivos que asistan en tareas difíciles, tediosas o peligrosas para los seres humanos, mejorando así la eficiencia del trabajo. También se utiliza para la automatización de procesos, lo que puede aumentar la productividad y reducir costos en la producción. Además, los robots pueden ser utilizados en la exploración espacial, la investigación científica y la asistencia en la atención médica.

Robótica industrial

Las aplicaciones industriales, que siempre han sido un campo de aplicación privilegiado, son en muchos sentidos los principales impulsores del mercado de la robótica. La robótica industrial representa la esencia del noble autómata hipotetizado por Aristóteles, aquel que debía liberar a la humanidad de la esclavitud del trabajo pesado y agotador.

A diferencia de otros campos de aplicación, la robótica industrial no es en absoluto nueva, ya que sus manifestaciones a gran escala se remontan a los años 70, tras la aparición del famoso robot Unimate en las cadenas de montaje de General Motors en la década anterior. Actualmente, la robótica industrial está experimentando una profunda transformación.

Si los robots más extendidos en la actualidad están orientados a automatizar un proceso repetitivo, sustituyendo a los humanos en esa coyuntura concreta, los nuevos robots desarrollados adoptan la lógica de la industria 4.0, la fábrica inteligente, que ve los dispositivos interconectados y funcionalmente autónomos. Entre los objetivos del paradigma 5.0, una evolución prevista para el actual modelo 4.0, está la difusión de los llamados robots de tercer nivel, capaces de aprender y tomar decisiones de forma autónoma gracias a la presencia de redes neuronales y a la capacidad de escribir sus propios algoritmos para apoyar sus operaciones.

En términos más generales, la robótica 4.0 se está extendiendo cada vez más en las operaciones de supervisión, adquisición y análisis de datos, simulación, diagnóstico y mantenimiento predictivo.

Robótica colaborativa

Un campo especialmente transversal, que también es muy común en las aplicaciones industriales, es la robótica colaborativa. Los cobots (robots colaborativos) se crearon para satisfacer la necesidad precisa de colaborar con los seres humanos (hombre-máquina), más que con otros robots (máquina-máquina) en un contexto definido.

La Industria 4.0 ve en el cobot una herramienta estratégicamente muy útil para adoptar conductos flexibles, que no se basan exclusivamente en la ejecución rápida y precisa de una misma tarea, sino en la explotación de los sistemas de sensores y de visión artificial para realizar funciones cualitativas, con capacidad para decidir de forma autónoma qué hacer en una situación determinada. Esto requiere la integración de sistemas de inteligencia artificial, capaces de analizar los datos recogidos en el entorno operativo.

Los cobots también se están haciendo cada vez más populares fuera del ámbito puramente manufacturero, ya que los brazos robóticos son capaces de satisfacer las necesidades de muchas industrias: alimentación, electrónica, muebles, automoción, químico-farmacéutica, investigación científica, etc.

Uno de los principales factores de la difusión de los cobots es su integración con robots móviles, lo que permite configurar sistemas extremadamente flexibles, en los que un brazo robótico no está limitado a una única posición, sino que puede moverse libremente en el espacio operativo para realizar las tareas previstas. Esta hibridación tecnológica permite configurar sistemas más flexibles y rentables, reduciendo muy a menudo el número total de robots necesarios.

Robótica quirúrgica

Entre las muchas aplicaciones robóticas que se encuentran en la sanidad, hay que considerar especialmente la cirugía robótica (Robotic Assisted Surgery), en la que el médico se coloca en una posición más alejada del campo operatorio para controlar los brazos robóticos que actúan directamente sobre el paciente. Los primeros cirujanos robóticos fueron el ZRSS (ZEUS Robotic Surgical System) y el popular da Vinci, que ha sufrido más de diez evoluciones desde el año 2000, bajo la bandera de la cirugía mínimamente invasiva, que prescinde de la clásica incisión con bisturí en favor de métodos endoscópicos.

La cirugía robótica es cada vez más popular en los quirófanos, donde los médicos la utilizan actualmente en cirugía urológica (donde vio sus primeras aplicaciones), torácica, cardiológica, ginecológica y ortopédica.

El principal valor añadido de este enfoque quirúrgico reside en el procesamiento de imágenes. De hecho, el endoscopio de un robot hace uso de las más modernas tecnologías de visualización en 3D para escanear las zonas afectadas en tiempo real, con un nivel de detalle que permite, por ejemplo, eliminar las trazas tumorales con mucha más precisión de lo que sería posible con los métodos tradicionales.

Ventajas similares se encuentran en las fases de reconstrucción, en las que la simulación tridimensional permite prever los efectos de la operación, cuya coherencia está garantizada gracias a la visión 3D en tiempo real del endoscopio, capaz de guiar al cirujano en cada detalle, reduciendo al mínimo la posibilidad de error.

Al ser menos invasiva, la cirugía robótica permite una recuperación más rápida en promedio y menos dolor postoperatorio. En cuanto a los casos oncológicos, la mayor precisión en las fases quirúrgicas también permite acelerar los ciclos de quimioterapia necesarios para completar la terapia. Las ventajas son evidentes desde las primeras aplicaciones e indican claramente el camino a seguir.

Entre las limitaciones actuales, que están destinadas a ser superadas gracias a la evolución de las tecnologías actuales, está la ausencia del componente táctil, que de alguna manera aísla al cirujano del objeto de la cirugía, más allá de distanciarlo físicamente. Otro factor limitante, en términos de difusión, es sin duda el coste de los robots quirúrgicos, tanto en términos de compra y mantenimiento como de procesamiento de imágenes 3D. El mayor compromiso económico se corresponde con una mejor relación coste-beneficio, determinada por el mejor rendimiento de la técnica no invasiva con respecto al paciente, también en términos de reducción del periodo de hospitalización.

El principal valor añadido de la robótica quirúrgica reside en el tratamiento de imágenes: el endoscopio de un robot utiliza las últimas tecnologías de visualización en 3D para escanear las zonas afectadas en tiempo real.

Robótica educativa

Esta es una de las aplicaciones más atractivas y estimulantes de la robótica y consiste en proporcionar una verdadera herramienta educativa a través de la cual los estudiantes pueden desarrollar ciertas habilidades. La robótica educativa se basa, al igual que otras formas de enseñanza, en el llamado método de aprender haciendo, según el cual el aprendizaje vinculado a una serie de acciones realizadas directamente es más eficaz que el procedimiento de aprender haciendo, que implica la adquisición de los fundamentos teóricos y la posterior aplicación práctica.

La robótica educativa está especialmente indicada para el aprendizaje escolar, como medio pedagógico útil para la enseñanza de materias técnico-científicas, como las STEM y, más generalmente, las basadas en el pensamiento computacional. Gracias a la diferente complejidad de las máquinas programables, es posible graduar proyectos educativos dirigidos a diferentes grupos de edad.

Los tipos de robots educativos que existen en la actualidad son increíblemente variados, e incluyen kits que a menudo son de código abierto (por ejemplo, Arduino, Raspberry Pi, etc.) con los que es posible programar prácticamente cualquier cosa, en lugar de verdaderos humanoides diseñados para un propósito educativo específico. Un famoso robot educativo es Poppy, que sirve para entender el funcionamiento del cuerpo humano, los procesos que marcan su desarrollo, para hacer máquinas inteligentes capaces de simularlos con la misma lógica.

Robótica de servicio

Esto se refiere en un sentido amplio a los robots inteligentes capaces de implementar ciertos servicios, incluidos los relacionados con la logística. La gestión automatizada de un almacén implica el movimiento de una enorme cantidad de mercancías, que deben ser identificadas, almacenadas y transferidas durante ciclos muy precisos. Un robot puede ahora gestionar prácticamente todos estos pasos de forma autónoma, reduciendo al mínimo la intervención humana, a menudo relegada a funciones puramente de supervisión.

Otras aplicaciones de la robótica de servicios son las agrícolas, como los drones que, gracias a sensores específicos, pueden ayudar a las empresas dedicadas a la agricultura de precisión a adquirir y analizar los datos necesarios para rentabilizar mejor los terrenos ocupados por los cultivos y reducir el impacto medioambiental gracias a un uso más racional de los recursos.

Robótica doméstica

Incluye todos los robots que dan vida a la llamada Smart Home, las aplicaciones de la domótica inteligente. La automatización del hogar implica sistemas de IoT con dispositivos interconectados, incluidos los clásicos robots aspiradores/limpiadores, robots de cocina, robots cortacésped, robots limpiadores y robots guardianes, por mencionar los que tienen una función de aparato, que ya están muy extendidos en nuestros hogares.

Los robots domésticos están actualmente muy extendidos en el mercado, y no es casualidad que su precio de venta sea también mucho más asequible que el de sistemas con un nivel de complejidad similar, pero especializados en otras áreas. Entre los robots activos en el espacio doméstico pero orientados a la relación con personas y animales hay una categoría más específica, la de los robots de entretenimiento, o robots sociales.

Robótica de entretenimiento (robots sociales)

Un área particular de la robótica de servicios se caracteriza por máquinas diseñadas para interactuar directamente con los seres humanos. Es el caso de los robots de compañía, o robots sociales, que pueden relacionarse con el público en general, por ejemplo, dentro de un hogar, o asistir a determinadas categorías de personas, como ancianos o niños.

En el caso de la atención a las personas mayores, los robots van a desempeñar un papel cada vez más importante, para aumentar la calidad del servicio y reducir el gasto global. Los robots cuidadores flanquean o sustituyen a los cuidadores humanos tradicionales en al menos tres áreas básicas: actividad fisiológica (movimiento, rehabilitación, nutrición, higiene personal, etc.), actividad social (compañía y comunicación) y actividades relacionadas con la salud mental (gestión del estrés, emotividad y tratamiento de la demencia y los déficits cognitivos).

Los robots sociales también son útiles para el cuidado y la educación de los niños, así como para su supervisión en momentos y lugares en los que un adulto no está físicamente presente en los mismos espacios. La capacidad del robot para estar activo las 24 horas del día es también crucial en los entornos hospitalarios, para el apoyo psicológico de los pacientes ingresados en las salas de pediatría. En casa, un robot puede ser igualmente útil para atender a los niños autistas.

La relación hombre-máquina siempre ha estado en el punto de mira por consideraciones éticas, pero las soluciones que poco a poco van saliendo al mercado son definitivamente alentadoras, sobre todo teniendo en cuenta el enorme margen de mejora que presentan estos robots humanoides. El robot social más popular hoy en día es probablemente Pepper, un humanoide de unos 120 cm de altura, desarrollado por Softbank Robotics utilizando tecnologías de IA de IBM Watson. Al estar apoyado por un sistema de inteligencia artificial, Pepper es capaz de aprender automáticamente, mejorando progresivamente su nivel de interacción con las personas.

Pepper hace las veces de recepcionista, así como de auténtico mayordomo, especialmente apreciado por los niños. Sus funcionalidades están fuertemente orientadas a las relaciones sociales, con sistemas de reconocimiento facial capaces también de percibir las expresiones y emociones de las personas ante las que se encuentra el robot. Sus propiedades como asistente virtual le permiten localizar contenidos en Internet para las conversaciones, por ejemplo, contar un cuento o una fábula a un niño, en lugar de instruir a un ama de casa con una receta de cocina detallada, así como supervisar escrupulosamente los entornos domésticos y los animales que hay en ellos.

Robótica militar

La industria de defensa siempre ha sido una fuente de gran investigación y desarrollo de nuevos sistemas robóticos, capaces de evolucionar posteriormente hacia objetivos civiles. Últimamente, la atención se ha centrado especialmente en los drones aéreos y terrestres, capaces de realizar operaciones de alto riesgo sin comprometer la seguridad del personal militar.

Esta condición permite realizar operaciones que, de otro modo, las limitaciones humanas harían imposibles, como la permanencia en un entorno hostil durante horas y días seguidos, y no en todas aquellas situaciones en las que no es conveniente poner en peligro la seguridad de los humanos, que son los que más pueden beneficiarse del pilotaje a distancia del dron. No sólo hablamos de drones armados, sino de muchas aplicaciones capaces de resolver con seguridad una necesidad muy a menudo dedicada al desarme. Es el caso de los conocidos robots de desactivación de bombas, capaces de identificar un explosivo y neutralizarlo, gracias al control y la supervisión a distancia de los militares, que de este modo no se exponen directamente a las graves consecuencias que podría acarrear el más mínimo error de juicio. En el peor de los casos, los daños serían absorbidos únicamente por el robot.

Robótica aeroespacial

Un campo de acción privilegiado, aunque elitista, para la robótica ha sido siempre la ingeniería aeroespacial. Al operar en entornos que son por naturaleza decididamente hostiles a la acción humana, favorece la acción de las máquinas para realizar el mayor número posible de tareas, a bordo de estaciones espaciales, en lugar de explorar los planetas y satélites del sistema solar.

Por ejemplo, la estación espacial internacional alberga muchos robots, que han entrado en acción en diferentes momentos. Hace relativamente poco tiempo se introdujeron los Robonaut R1 y R2, en lugar de los CIMON, robots con inteligencia artificial capaces de asistir a la tripulación de astronautas en la realización de los experimentos científicos que caracterizan la mayor parte de la jornada en órbita.

En el campo de la exploración, los rovers espaciales, como el famoso Curiosity, enviado por la NASA a Marte, llevan mucho tiempo en activo. Sin embargo, a pesar del entorno remoto y bastante inhóspito del planeta rojo, el Curiosity no sufre de soledad, ya que actualmente hay varios rovers y drones activos en Marte, como el Opportunity, el Perserverance o el dron helicóptero Ingenuity, al que recientemente se ha unido el rover chino Zhurong. Una flota destinada a ampliarse en previsión de la primera misión tripulada.

Robótica y fabricación aditiva

La impresión 3D ha introducido nuevos conceptos de fabricación, capaces de aprovechar la fabricación aditiva para producir artefactos con libertad de forma. Esta revolución en el paradigma de la fabricación ha desencadenado una verdadera revolución creativa, en sectores que van desde el diseño de productos hasta la construcción de edificios enteros, en lugar de obras de ingeniería civil.

Para construir productos a gran escala, se necesita un sistema robótico capaz de realizar un control numérico para dirigir la extrusión de la impresora 3D. Dentro de la industria de la construcción, dos enfoques son los más populares en la actualidad: en primer lugar, está la impresora de gran tamaño, que reproduce a gran escala el funcionamiento de una impresora de sobremesa: es el caso de WASP, un fabricante italiano universalmente reconocido como pionero en su género.

Sin embargo, un enfoque más flexible es el uso de brazos robóticos sobre plataformas móviles, capaces de desplazarse en el espacio para imprimir en cualquier posición. Este sistema, cuya implantación es bastante compleja, sobre todo en lo que se refiere a su componente de software, es objeto de varios experimentos y pronto debería empezar a producir resultados tangibles, capaces de revolucionar no sólo la forma de construir ciertos edificios, sino también la manera en que el ser humano se relaciona con los espacios vitales de una forma nueva.

Este concepto está en la base de otro modelo de producción, que va más allá de la industria de la construcción para abarcar un concepto más amplio de fabricación. Hablamos de la llamada fábrica de un punto, que, gracias al concierto de diversas tecnologías de robótica, impresión 3D y materiales compuestos, prevé miniaturizar lo que normalmente requeriría una gran fábrica.

Robótica y automoción

La relación entre la robótica y el diseño del transporte constituye uno de los ámbitos de mayor potencial desde el punto de vista tecnológico-funcional. En referencia al sector de la automoción, cabe destacar que los sistemas de conducción autónoma se basan en interfaces robóticas, en las que un sistema de hardware es controlado, en sus niveles más avanzados, por un componente de software basado en técnicas de inteligencia artificial, y es en ellos donde reside el mayor reto para los desarrolladores.

Para alcanzar el tristemente célebre nivel 5 de conducción autónoma, que coincide con la conducción totalmente automatizada, aún no están listas las IAs capaces de manejar todas las variables endógenas y exógenas previstas, aparte de que las legislaciones de los distintos países ni siquiera estarían preparadas en este momento para transponer el nivel 4 (conducción totalmente automatizada). Con la consecución del nivel 5 (conducción autónoma), el concepto de conductor del vehículo puede considerarse completamente superado, extendiéndose este concepto a todos los medios de transporte.

¿Qué países son los más importantes en el sector de la Robótica Industrial?

Los países más importantes en el sector de la robótica industrial son China, Japón, Corea del Sur, Estados Unidos y Alemania, según un informe de Bankinter citado por Bankinter. Además, si se observa el mapa mundial de la penetración de robots en la industria, se puede ver que los países con mayor presencia de robots en la industria son Corea del Sur, Singapur y Japón en Asia, y en América Latina, México, Argentina y Brasil.