Inteligencia artificial - Robótica
La robótica es un dominio de la inteligencia artificial que se ocupa del estudio de la creación de robots inteligentes y eficientes.
¿Qué son los robots?
Los robots son los agentes artificiales que actúan en el entorno del mundo real.
Objetivo
Los robots tienen como objetivo manipular los objetos percibiendo, recogiendo, moviendo, modificando las propiedades físicas del objeto, destruyéndolo o para tener un efecto liberando así a la mano de obra de realizar funciones repetitivas sin aburrirse, distraerse o agotarse.
¿Qué es la robótica?
La robótica es una rama de la IA, que se compone de ingeniería eléctrica, ingeniería mecánica e informática para el diseño, la construcción y la aplicación de robots.
Aspectos de la robótica
Los robots tienen mechanical construction, forma o forma diseñada para realizar una tarea en particular.
Ellos tienen electrical components que alimentan y controlan la maquinaria.
Contienen cierto nivel de computer program eso determina qué, cuándo y cómo un robot hace algo.
Diferencia en el sistema de robot y otro programa de IA
Aquí está la diferencia entre los dos:
| Programas de IA | Robots |
|---|---|
| Por lo general, operan en mundos estimulados por computadora. | Operan en el mundo físico real |
| La entrada a un programa de IA está en símbolos y reglas. | Las entradas a los robots son señales analógicas en forma de ondas de voz o imágenes |
| Necesitan computadoras de propósito general para operar. | Necesitan hardware especial con sensores y efectores. |
Locomoción robot
La locomoción es el mecanismo que hace que un robot sea capaz de moverse en su entorno. Hay varios tipos de locomotoras:
- Legged
- Wheeled
- Combinación de locomoción con patas y ruedas
- Resbalón / deslizamiento con orugas
Locomoción con patas
Este tipo de locomoción consume más energía mientras demuestra caminar, saltar, trotar, brincar, subir o bajar, etc.
Requiere más motores para realizar un movimiento. Es adecuado tanto para terrenos irregulares como lisos donde la superficie irregular o demasiado suave hace que consuma más energía para una locomoción sobre ruedas. Es un poco difícil de implementar debido a problemas de estabilidad.
Viene con la variedad de una, dos, cuatro y seis patas. Si un robot tiene varias piernas, la coordinación de las piernas es necesaria para la locomoción.
El número total de posibles gaits (una secuencia periódica de eventos de elevación y liberación para cada una de las piernas totales) que un robot puede viajar depende del número de sus piernas.
Si un robot tiene k patas, entonces el número de posibles eventos N = (2k-1) !.
En el caso de un robot de dos patas (k = 2), ¡el número de posibles eventos es N = (2k-1)! = (2 * 2-1)! = 3! = 6.
Por lo tanto, hay seis posibles eventos diferentes:
- Levantando la pierna izquierda
- Liberar la pierna izquierda
- Levantando la pierna derecha
- Liberar la pierna derecha
- Levantando ambas piernas juntas
- Soltando ambas piernas juntas
En el caso de k = 6 piernas, hay 39916800 eventos posibles. Por tanto, la complejidad de los robots es directamente proporcional al número de patas.
Locomoción con ruedas
Requiere menos motores para realizar un movimiento. Es poco fácil de implementar, ya que hay menos problemas de estabilidad en caso de que haya más ruedas. Es energéticamente eficiente en comparación con la locomoción con patas.
Standard wheel - Gira alrededor del eje de la rueda y alrededor del contacto
Castor wheel - Gira alrededor del eje de la rueda y la junta de dirección descentrada.
Swedish 45o and Swedish 90o wheels - Omni-wheel, gira alrededor del punto de contacto, alrededor del eje de la rueda y alrededor de los rodillos.
Ball or spherical wheel - Rueda omnidireccional, técnicamente difícil de implementar.
Locomoción por deslizamiento / deslizamiento
En este tipo, los vehículos usan orugas como en un tanque. El robot se dirige moviendo las orugas con diferentes velocidades en la misma dirección o en la opuesta. Ofrece estabilidad debido a la gran área de contacto de la pista y el suelo.
Componentes de un robot
Los robots se construyen con lo siguiente:
Power Supply - Los robots funcionan con baterías, energía solar, fuentes de energía hidráulicas o neumáticas.
Actuators - Convierten energía en movimiento.
Electric motors (AC/DC) - Son necesarios para el movimiento de rotación.
Pneumatic Air Muscles - Se contraen casi un 40% cuando se aspira aire.
Muscle Wires - Se contraen un 5% cuando pasa corriente eléctrica por ellos.
Piezo Motors and Ultrasonic Motors - Lo mejor para robots industriales.
Sensors- Proporcionan conocimiento de información en tiempo real sobre el entorno de la tarea. Los robots están equipados con sensores de visión para calcular la profundidad en el entorno. Un sensor táctil imita las propiedades mecánicas de los receptores táctiles de las yemas de los dedos humanos.
Visión por computador
Esta es una tecnología de IA con la que los robots pueden ver. La visión por computadora juega un papel vital en los dominios de seguridad, salud, acceso y entretenimiento.
La visión por computadora extrae, analiza y comprende automáticamente información útil de una sola imagen o una serie de imágenes. Este proceso implica el desarrollo de algoritmos para lograr la comprensión visual automática.
Hardware del sistema de visión artificial
Esto implica:
- Fuente de alimentación
- Dispositivo de adquisición de imágenes como una cámara
- Un procesador
- Un software
- Un dispositivo de visualización para monitorear el sistema
- Accesorios como soportes para cámaras, cables y conectores
Tareas de la visión por computadora
OCR - En el ámbito de las computadoras, Optical Character Reader, un software para convertir documentos escaneados en texto editable, que acompaña a un escáner.
Face Detection- Muchas cámaras de última generación vienen con esta función, que permite leer el rostro y tomar la fotografía de esa expresión perfecta. Se utiliza para permitir que un usuario acceda al software con la coincidencia correcta.
Object Recognition - Se instalan en supermercados, cámaras, autos de alta gama como BMW, GM y Volvo.
Estimating Position - Está estimando la posición de un objeto con respecto a la cámara como en la posición del tumor en el cuerpo humano.
Dominios de aplicación de la visión por computadora
- Agriculture
- Vehículos autónomos
- Biometrics
- Reconocimiento de caracteres
- Forense, seguridad y vigilancia
- Inspección de calidad industrial
- Reconocimiento facial
- Análisis de gestos
- Geoscience
- Imágenes médicas
- Monitoreo de la contaminación
- Control de procesos
- Sensores remotos
- Robotics
- Transport
Aplicaciones de la robótica
La robótica ha sido fundamental en los diversos dominios como:
Industries - Los robots se utilizan para manipular material, cortar, soldar, recubrir con color, perforar, pulir, etc.
Military- Los robots autónomos pueden llegar a zonas inaccesibles y peligrosas durante la guerra. Un robot llamado Daksh , desarrollado por la Organización de Investigación y Desarrollo de Defensa (DRDO), está en función de destruir objetos potencialmente mortales de forma segura.
Medicine - Los robots son capaces de realizar cientos de pruebas clínicas simultáneamente, rehabilitar a personas con discapacidad permanente y realizar cirugías complejas como tumores cerebrales.
Exploration - Los robots escaladores de rocas utilizados para la exploración espacial, los drones submarinos utilizados para la exploración del océano son, por nombrar algunos.
Entertainment - Los ingenieros de Disney han creado cientos de robots para la realización de películas.