ROBOTICA EN LA ESCUELA

• Cada vez hay más países que incluyen en los planes de estudios de sus escuelas materias relacionadas con dispositivos mecánicos que pueden ser programados por niños

Si a los niños les interesan los robots, ¿por qué no introducirlos en los colegios? De hecho, estas máquinas ya forman parte de las vidas de los chavales en muchas otras facetas y esferas (salud, ocio, etc.). ¿No sería razonable, pues, que los escolares potenciasen muchas de sus aptitudes a través de unos dispositivos mecánicos que pueden ser programados para seguir un conjunto de instrucciones? Desde Estados Unidos hasta Australia, pasando por España, cada vez son más los centros que incorporan esta disciplina a sus planes de estudios u ofertas complementarias.

Con independencia de los programas docentes concebidos con esta finalidad —aderezados con ciencia, matemáticas e ingeniería—, en internet hay abundantes recursos disponibles para que tanto los profesores como los padres puedan despertar en los menores su curiosidad per la robótica. Lego, Vex o Albedaran son algunas de las empresas que se han decidido a explorar esta vía. Y, en general, lo han hecho con éxito, por ejemplo, a través de los campeonatos que organiza el primero de estos fabricantes en ciudades como Madrid.

Desde Estados Unidos hasta Australia, pasando por España, cada vez son más los centros que incorporan la robótica en sus planes de estudios u ofertas complementarias

Esta área y los videojuegos constituyen dos de las grandes promesas para que los muchachos se adentren en la tecnología con firmes posibilidades de dedicarse profesionalmente a ello, como se ha esforzado en demostrar una academia abierta en Valencia. Según expertos como el profesor emérito de la Universidad de Swinburne Leon Sterling, las actividades con robots se complementan bien con otras tendencias digitales que habría que tener en cuenta: los teléfonos inteligentes y las impresoras 3D. A su entender, este asunto no es menor, dado que se prevé que en 2025 más del 40% de los puestos de trabajo de su país serán sustituidos por máquinas.

Otra innovación de enorme alcance vinculada a la robótica son los drones. De acuerdo con los cálculos de The Economist, en Norteamérica se venden mensualmente más de 15.000 aeronaves sin tripular. En consecuencia, este es otro mercado laboral indiscutible. Un ámbito igualmente privilegiado para el futuro está en la intersección entre la enseñanza y la sanidad. Diversas experiencias, como las auspiciadas por RoboKind, prueban que estos aparatos son especialmente adecuados para ayudar a los niños autistas, que responden  satisfactoriamente a sus interacciones tranquilas, pero claras.

ROBOTICA EN EL CINE

De acuerdo con diversos blogs en linea dedicados a los comentarios y la coberuta relacionada con distintos datos de producciones cinematográficas, las cuales tratan con ciencia-ficción, más específicamente Robots, las últimas producciones cinematográficas sobre ciencia ficción o realidad virtual tienen un alto componente informático. Sin embargo, a pesar de la inminente introducción de las nuevas tecnologías y los avances tecnológicos en la gran pantalla, la elaboración manual de robots continúa siendo una práctica habitual en los rodajes de cine.

En el cine, el género ciencia ficción va acompañado de conceptos como robots, mutantes, personajes no reales, que en este tipo de películas se caracterizan por tener propiedades exclusivas de los humanos, como hablar, pensar, e incluso para algunos caminar, girar la cabeza o mover los brazos...

Recientemente han aparecido en la cartelera largometrajes donde los actores 'de carne y hueso' son sustituidos por seres creados por ordenador. No obstante, debido en los últimos años a la aparición de nuevas tecnologías aplicables también al séptimo arte, los ingenieros no han perdido su sitio en la producción cinematográfica. Muchos de los personajes que vemos actualmente en las películas necesitan tener una dimensión tridimensional, ser reales, y para ello deben ser creados por profesionales de la ingeniería.

A esta técnica se le llama animatrónica, utilizada en los medios audiovisuales para dotar de vida a los seres inanimados. No es más que la aplicación de la robótica real con el fin de construir máquinas articuladas que puedan servir como personajes en una película.
Estas y tras aclaraciones son las que ha dado a conocer Francisco Javier Coronillas, estudiante de Ingeniería de la Universidad de Cádiz en una charla sobre desarrollos animatrónicos y la robótica en el cine. Esta exposición está enmarcada dentro de las III Jornadas sobre Robótica, con motivo de la celebración estos días de la VI Semana de la Ciencia. 

Orígenes y evolución 

La animatrónica se comenzó a usar en Japón hace varios siglos. Una primera manifestación de esta ténica data de la época de la Corte japonesa, donde ya existían muñecas que se movían tirando de una cuerda que llevaban incorporadas en su interior. Con estas simples objetos, "los japonenes demuestran que van muy por delante de la tecnología norteamericana y europea", matiza Francisco Javier Coronillas.




En 1950, Walt Disney acuña el término 'audio-animatronics'. Lo hace para la versión original de la película Piratas del Caribe. En este largometraje, fabricar cada pirata costaba alrededor de un millón de dólares de la época (casi el doble del valor actual del dólar).

La primera película donde, excepto una actriz, todos los personajes son frutos de la animatrónica es Dentro del laberinto. "Resulta bastante complejo poner en marcha una película en la que la mayor parte del reparto sean robots, porque eso exige entre 10 y 12 personas por cada personaje animatrónico", precisa este estudiante de ingeniería.
Personajes tan famosos como E.T. o los robots R2D2 y C3PO de La Guerra de las Galaxias llenan las lista de seres animatrónicos aparecidas en la gran pantalla.
Además, crear figuras anomatrónicas requiere estudios anatómicos y antropogénicos, ya que los movimientos tienen que ser lo más fieles posible a los del ser humano.
La animación por ordenador llegó al cine de ficción en la década de los 90, pero no por eso la animatrónica quedó relegada en un segundo plano. "Los años 90 fue la década de la revolución de la animatrónica", afirma Coronillas. "Es el caso de la superproducción americana Parque Jurásico, para la que se crearon robots que luego serían los famosos Tiranosaurus de 5 metros de alto y 7 de largo. Tuvieron que trabajar previamente con un simulador de vuelo para crear los movimientos del animal y además, fue necesario utilizar energía hidráulica para ponerlos en práctica".

APLICACIONES DE LA ROBOTICA EN LA INDUSTRIA NUCLEAR

Por sus especiales características, el sector nuclear es uno de los más susceptibles de utilizar robots de diseño especifico. Entre las diversas aplicaciones se han escogido aquí, por su especial relevancia, las relativas a las operaciones de mantenimiento en zonas contaminadas y de manipulación de residuos.

• Inspección de los tubos del generador de vapor en un reactor nuclear

Las operaciones de inspección y mantenimiento de las zonas más contaminadas de una central nuclear de producción de energía eléctrica son, por su naturaleza, largas y costosas.
De realizarlas manualmente, el tiempo de exposición de los operadores a la radiación es un factor crítico que, junto con el elevado coste que supone una interrupción temporal del funcionamiento del sistema en cuestión, justifica sin lugar a dudas la utilización de sistemas robotizados, normalmente teleoperados, total o parcialmente, que sustituyan al operador.
En el generador de vapor se produce el intercambio de calor entre el fluido primario y secundario. Para ello, dentro de la vasija del generador, se encuentran dispuestas en forma matricial los tubos por los que circula el fluido receptor del calor.

  

El inevitable desgaste de estos tubos obliga a realizar periódicamente labores de inspección, para que en el caso de que alguno se encuentre dañado inutilizarlo, poniendo en funcionamiento alguno de los tubos de reserva que a tal fin se han dispuesto en el generador.
Para realizar esta labor de manera automática puede utilizarse un robot de desarrollo específico que, introducido en la vasija, posicione una sonda de inspección en la boca de cada tubo. Ésta, empujada por el interior del tubo, proporcionará información sobre el estado mismo.
Es preciso considerar que el robot se introduce en la vasija mediante un sistema mecánico que, junto con los posibles errores en la disposición matricial de los tubos, obliga a que el robot trabaje, bien con ayuda de tele-operación, o bien con sistemas sensoriales externos como visión láser, que proporcionen la posición real relativa entre el extremo del robot y los tubos.

• Manipulación de residuos radiactivos

La industria nuclear genera una cantidad considerable de residuos radiactivos de baja contaminación (vestimentas, envases de plástico, papel, etc.) o de alta contaminación (restos de las células del reactor, materiales en contacto directo prolongado con las zonas radiactivas, etc.). La forma tamaño y peso de estos desechos es variable y su manipulación tiene por objeto final su envase de contenedores especiales, que son posteriormente transportados y almacenados (lo que origina una nueva problemática).
Para manipular remotamente estos residuos se hace uso tanto de manipuladores con unión mecánica y seguimiento directo del proceso por parte del operador a través de un cristal (en caso de baja contaminación), como con sistemas con mando remoto por radio o cable en el caso de contaminación elevada. Estos manipuladores permiten la flexibilidad necesaria para manipular elementos de peso variable y forma no definida.
Además, es preciso considerara la importancia que tiene la optimización del espacio ocupado por los residuos en su almacenamiento, por lo que antes de su envasado en los contenedores puede ser preciso fragmentarlos.

• Un ejemplo de tele-robot nuclear: el NEATER 660

El NEATER 660 es un miembro de la familia de Tecnología de AEA de tele-robots nucleares diseñados específicamente para aplicaciones nucleares. El conjunto NEATER consta de varios tele-robots que pueden seleccionarse para reunir los requisitos específicos de cada aplicación. La configuración de los brazos y del controlador pueden adaptarse para reunir los requisitos necesarios.

• Alcance 2.0 metros
• Carga útil 25 Kg 
• 6 grados de libertad
• Tele-robot o control de robot. 
• El controlador de MV™ adept. 
• Servomotores. 

El NEATER 660 está provisto con un sistema de mando de usuario amigable que incorpora las opciones, como las palancas de mando de fuerza y los despliegues del mismo.

  

APLICACIONES DE LA ROBOTICA EN LA MEDICINA

La robótica ha supuesto un gran avance para la medicina, que ha favorecido tanto a la cirugía, como a la radioterapia y otros campos. No obstante, en los últimos años ha dado un paso más, ya no se trata de básicos robots de cirugía, ni precarias prótesis que tan solo acompañan el movimiento de la pierna. Hoy en día, podemos controlar robots con nuestro propio cerebro.

Es cierto que dentro de algo más de diez años podremos trasplantar órganos y miembros a una persona, clones de los que se le hayan dañado, como ya ha demostrado un grupo de investigadores de la Universidad de Cambridge. Estos científicos han modificando con éxito una impresora 3D para que imprima células, y han sido capaces de imprimir tejido cardiaco e incluso una válvula. No obstante, habrá muchas personas que necesiten esos miembros de aquí a diez años o lo más parecido que les podamos proporcionar, y teniendo la tecnología necesaria para hacerlo, ¿por qué no lo íbamos a hacer?

Las prótesis han avanzado mucho, llegando a disponer actualmente de manos robóticas capaces de imitar los movimientos humanos con una precisión bastante decente. No obstante, los dispositivos que utilizámos actualmente no pueden ser demasiado complejos, ya que se controlan con el movimiento de los músculos que detectan unos sencillos sensores en la parte interna del dispositivo.

               No obstante, tal y como el profeso Warwick ha demostrado con su “Proyecto Cybor”, hoy podemos controlar robots con nuestro cerebro. Mediante cirugia, le implantaron un dispositivo que el mismo había creado, conectado a los nervios de su antebrazo, que capta el impulso nervioso, lo traduce y lo envía a cualquier dispositivo que se conecte para recibirlo. De esta forma puede controlar su ordenador, un brazo robótico e incluso robots más complejos. Y lo que es más impactante, debido a la plasticidad, su cerebro, se ha adaptado de forma que interpreta las señales que mandan unos sensores mecánicos que tiene el brazo robótico, sintiendo las mismas sensaciones que sentiría si utilizase su propia mano.

  Esta tecnología, además de su aplicación directa a personas discapacitadas, podríamos utilizarla también para los robots de cirugía, pudiendo sentir sensaciones similares a las que sentiríamos si estuviéramos operando nosotros, y hacerlo así con mas precisión. Incluso, en un futuro no muy lejano, podriamos realizar operaciones a kilometros de distancia.

LA OBRA DE ISAAC ASIMOV

Escritor prolífico (más de quinientos títulos publicados) y gran divulgador, la obra futurista de Asimov ha gozado de gran popularidad por el sabio equilibro que consigue entre el estilo, la imaginación literaria y el mundo tecnológico y científico. En 1939 empezó a publicar cuentos de ciencia ficción en las revistas especializadas, imponiéndose en pocos años como el principal representante de la rama "tecnológica" de este género, en la que la visión del mundo futuro y de nuevas formas de organización social se basa siempre en premisas de carácter científico (aunque más o menos futuristas) y los avances tecnológicos correspondientes.

Yo, Robot se basó en la obra de Asimov

En sus relatos de robots, recogidos en Yo, Robot (1950) y El segundo libro de robots (1964), Asimov fijó las tres leyes de la robótica, que ponen al robot al servicio total del hombre y, aunque algunas veces parecen violarlas, se acaba descubriendo que esto sucede en aras de un interés superior de la Humanidad. Pero mientras los robots evolucionan hacia un modelo androide de inteligencia y lucidez moral superiores a las de los hombres, éstos, movidos por sus impulsos egoístas, incuban una profunda hostilidad hacia ellos.

Entre 1942 y 1949 Asimov publica en Astounding Science Fiction los relatos que después constituirán su Trilogía de las Fundaciones, compuesta de Fundación (1951), Fundación e Imperio (1952) y La segunda Fundación (1953). Este desigual pero poderoso corpus de historias se centra en la decadencia de un enorme Imperio galáctico de origen terrestre y sobre el intento del psicólogo Hari Seldon para limitar a sólo mil años el período de barbarie que ya ha comenzado, objetivo que se propone gracias a las dos fundaciones de científicos y psicólogos que él ha creado para este fin y a la "psicohistoria", nueva ciencia para predecir los comportamientos futuros de las masas.

En 1983 publicó una continuación de la Trilogía, Los límites de la Fundación, novela bastante prolija, llena de intrigas por el poder e interrogantes que resolver. Entre sus varias novelas de los años cincuenta, a menudo sólo parcialmente logradas, destacan Abismos de acero (1953) y El sol desnudo (1957), en donde Asimov asocia con éxito la ciencia ficción con la investigación policíaca, creando el personaje del detective Elijah Baley, auxiliado en su trabajo por un robot.

En esta última novela es especialmente afortunada la descripción de la sociedad terrestre que vive bajo bóvedas de acero subterráneas y en condiciones prácticamente de miseria, en comparación con los planetas supercivilizados de los cuales depende. De 1972 es Los propios dioses, con sus memorables habitantes de un "universo paralelo", de consistencia fluida y que conviven formando tríadas.

Las novelas de Asimov, generalmente más satisfactorias que sus numerosísimos cuentos, tienen un estilo a menudo sin relieve, basado casi exclusivamente en los diálogos, y dedicado poco más que a servir de vehículo a las tesis del autor. Pero en este tejido de ideas está también su fuerza, y el buen ritmo de su redacción consigue casi siempre implicar al lector en un crescendoexcitante, proponiendo, con una argumentación infatigable, infinitas preguntas sobre el hombre y sobre el intrincado camino con el que intenta programar su propio futuro.

Con sus decenas de libros de divulgación científica, Asimov afirmó siempre su fe optimista en un progreso basado en un uso racional de la ciencia y la tecnología. En el terreno de la divulgación, también abordó otros campos del saber, como la historia, las matemáticas, la psicología y la sociología, y llegó a hablar de una nueva disciplina humanística, la psicolohistoria, que, según su propuesta, sería una suma de las aportaciones de las cuatro ramas del conocimiento humano recién mencionadas. Llevado de su afán didáctico, escribió también algunas obras destinadas al público infantil y juvenil, en las que combinaba la ficción con una serie de rudimentos científicos e históricos.

BIOGRAFÍA DE ISAAC ASIMOV

(Petrovichi, Smoliensk, 1920 - Nueva York, 1992) Escritor estadounidense de origen ruso que destacó especialmente en el género de la ciencia-ficción y la divulgación cientítica.

Nacido en el seno de una familia judía, fue el primogénito del matrimonio formado por Judah Asimov y Anna Rachel Berman. Algunos biógrafos fijan erróneamente su nacimiento el día 4 de octubre de 1919, sin reparar en el hecho de que su madre modificó esta fecha con el propósito de que el pequeño Isaac pudiese ingresar en la enseñanza pública un año antes del que le correspondía por su edad.

Isaac Asimov

A comienzos de 1923, la familia Asimov abandonó la recién creada Unión Soviética para trasladarse a los Estados Unidos de América. Instalados, en un principio, en el barrio neoyorquino de Brooklyn (habitado en su mayor parte por ciudadanos hebreos), los Asimov salieron adelante en su nuevo país merced a la tienda de dulces regentada por el cabeza de familia, negocio que poco a poco fue prosperando y mudando de ubicación.

En dicho establecimiento se ponían a la venta una serie de publicaciones de ciencia ficción que el jovencísimo Isaac comenzó a devorar con verdadera curiosidad tan pronto como hubo aprendido a leer, sin sospechar que, con el paso de los años, algunas de esas revistas habrían de salir a la calle llevando en sus portadas su propio nombre.

Esta precocidad intelectual animó a sus progenitores a facilitarle una temprana formación escolar, por lo que su madre falsificó su fecha de nacimiento para hacer posible su ingreso, en 1925, en una escuela pública de Nueva York. Cursó luego su formación secundaria en la East New York Junior High School, donde se graduó en 1930; pasó luego a la Boys High School, en la que permaneció hasta 1935, año en el que, una vez completados con brillantez sus estudios de bachillerato, se halló preparado para emprender su formación superior con tan sólo quince años de edad.

Matriculado en la universidad neoyorquina de Columbia en 1935, al cabo de cuatro años Isaac Asimov ya había conseguido el título de Licenciado en Químicas; posteriormente, nuevos estudios superiores le permitieron licenciarse en Ciencias y Artes y doctorarse en Filosofía. En contra del deseo de sus padres, que esperaban que se dedicara al ejercicio de la Medicina, Asimov decidió que su futuro profesional pasaba necesariamente por el cultivo de la literatura.

Durante la Segunda Guerra Mundial trabajó para la Marina estadounidense en unos laboratorios de Filadelfia. En 1942, contrajo matrimonio con Gertrudis Blugerman, con la que tendría dos hijos. Acabada la contienda, Asimov abandonó su puesto en la Navy y siguió estudios de Bioquímica en la Universidad de Columbia, en la que se doctoró 1948. Al año siguiente ingresó en el claustro de la Medical School de la Universidad de Boston, para ejercer la docencia en calidad de profesor ayudante de Bioquímica, materia que continuó explicando en dichas aulas durante casi un decenio (1949-1958).

En 1970, Isaac Asimov se separó de su esposa Gertrude para casarse, tres años después, con Janet Opal Jeppson, con la que no tuvo descendencia. A comienzos de la década de los noventa, a raíz de una intervención quirúrgica motivada por una grave afección prostática, Isaac Asimov se vio obligado a reducir su intensa actividad creativa e investigadora. La muerte le sobrevino en la ciudad de Nueva York a comienzos de la primavera de 1992, como consecuencia de un fallo cardíaco y una insuficiencia renal; diez años después, su segunda esposa reveló que el escritor había contraído el sida en 1983, al recibir una transfusión de sangre infectada en el transcurso de una operación.

LAS TRES LEYES DE LA ROBOTICA

En la ciencia ficción las tres leyes de la robótica son un conjunto de normas escritas por Isaac Asimov:

1. Un robot no hará daño a un ser humano o, por inacción, permitir que un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto con la 1ª Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia en la medida en que esta protección no entre en conflicto con la 1ª o la 2ª Ley.