Desde Da Vinci hasta el año 2040: pasado, presente y futuro de los robots

A partir de una infografía de Acutronic Robotics, descubrimos una visión muy interesante de los robots al hacer un repaso histórico de sus hitos más destacados. La robótica es un área que va a revolucionar nuestro siglo en muchas facetas.

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http://erlerobotics.com/envisioning-robotics/

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El impacto que va a tener el incremento y la mejora de la robótica en las próximas décadas va a ser muy fuerte. Muchas empresas están invirtiendo miles de millones de euros en la compra robots y las autoridades públicas están discutiendo los marcos legales para permitir un crecimiento coherente de los mismos.

En este artículo se muestran los hitos más relevantes en la historia de la robótica así como conjeturas de un posible futuro de los robots.

1   Pre-robots y primeros “manipuladores”

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Es muy difícil determinar cuál fue el origen de los robots. Su idea comienza a ser planteada al menos por Leonardo Da Vinci a finales del siglo XV y quizás por otros genios predecesores. A partir de la invención de la electrónica a mediados del siglo pasado, se comienzan a desarrollar los primeros conceptos de robots, cuyas tareas u objetivos eran mejorar los procesos industriales. Desde un punto de vista histórico es la Segunda Guerra Mundial la que representa la ignición de la mecha de la robótica, gracias a la aparición de la primera computadora, nuevas fuentes de energía, nuevos sectores industriales y nuevos materiales.

UNIMATE es considerado por muchos como el primer robot industrial. Se trataba de una máquina programable financiada por General Motors en los años 50, que transportaba las piezas fundidas en molde hasta la cadena de montaje y después las soldaba sobre el chasis del vehículo. UNIMATE ayudó a mejorar la producción motivando a otras empresas y centros de investigación a dedicar activamente recursos a la robótica, lo que impulsó el crecimiento del sector. Fue el primer robot en convertirse en imagen de la producción masiva.

2   Robots sensorizados

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Aproximadamente en la década de los 70, se incorporan sensores a los robots para que puedan de algún modo percibir lo que les rodeaba vagamente. Estos robots son capaces de reaccionar a su entorno y ofrecer respuestas que se enfrenten a diferentes escenarios. La robótica, la informática, la electrónica y la automatización se desarrollan con una misma dirección.
Se ejecutaron inversiones muy altas durante este período por empresas industriales de todo el mundo. En este momento, la cultura popular ya tiene una visión mucho más realista de la robótica. Aparece el primer robot de 6 ejes.

3   La era de los robots: robots industriales en todo el mundo

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El Boom de los robots

A partir de los 80 y hasta final del siglo XX, los robots comienzan a dominar el entorno industrial. Gracias a la inclusión de controladores (PLCs), nuevos lenguajes de programación, estándares industriales (como Ethernet) y, sobretodo, la aparición de internet, los robots evolucionan a máquinas más capaces y más eficientes. Las inversiones aumentan aún más, sumando miles de millones de euros, con la búsqueda de automatización extrema en líneas de montaje o fábricas de manufactura continua. El sector del automóvil cambia de arriba a abajo al incluir brazos robóticos en casi todos los procesos. En este periodo se estima un crecimiento de aproximadamente un 80% superior al de años anteriores. El objetivo principal sigue siendo el mismo: aumentar nuestra capacidad de producción con un enfoque de producción masiva.

La mayoría de las tecnologías fundamentales de la robótica surgen en este periodo. Lo llamamos tercera generación de la robótica. El hecho de que los robots sean reprogramables permite una flexibilidad muchísimo mayor, pudiéndose aplicar para una amplia variedad de actividades: pintura, soldadura, movimiento, montaje, etc.

Surgen los primeros robots modulares, con componentes hardware y módulos de software intercambiables. Aún así, pese a estas posibilidades, las compañías son reacias de “mezclar” componentes o desarrollos y, pese a existir una infraestructura común, esos conceptos nunca fueron traducidos a entornos industriales exigentes. Cada fabricante, en un intento por dominar el mercado, comenzó a crear sus propios lenguajes de programación. En una historia que se repite en otros ámbitos (y vamos a ver en años venideros por ejemplo en la inteligencia artificial o los vehículos autónomos), la durísima competición entre diversas compañías deriva en que cada una siga sus propios desarrollos. La aparición de Linux es de lo poco que ayuda a un desarrollo unificado.

4   El amanecer de los robots inteligentes

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Con la entrada del siglo XXI, aparece una nueva generación de tecnologías. Llamamos a este periodo (hasta nuestros días), como la cuarta generación de la robótica. Se incluye computación avanzada para que los robots “razonen” y “aprendan”, así como sensores más sofisticados que ayudan a los controladores a adaptarse más eficazmente a diferentes circunstancias. Los ordenadores de una sola placa (SBCs), como el Raspberry Pi, acercan la robótica a millones de personas de todo el mundo.

El impulso de la Inteligencia Artificial bio-inspirada

La creciente popularidad de la inteligencia artificial y particularmente de las redes neuronales significa un antes y un después en la robótica. Mientras que gran parte del importante trabajo en redes neuronales ocurrió en los años 80 y en los 90, en ese momento no se tenía suficiente poder computacional para explotarlo. Tampoco se disponía de conjuntos de datos lo suficientemente grandes como para ser útiles en aplicaciones prácticas. Como resultado, las redes neuronales prácticamente desaparecieron en la primera década del siglo XXI. Sin embargo, a partir de 2009, las redes neuronales ganan popularidad y comienzan a ofrecer buenos resultados en campos como la visión artificial (2012) o la traducción automática (2014). Durante los últimos años hemos visto cómo estas técnicas se han aplicado en la robótica para tareas como el agarre de componentes físicos. En los próximos años se espera ver cómo estas técnicas de IA tendrán cada vez más impacto.

Aparecen nuevas herramientas de desarrollo especializado para la robótica, así como educación muy especializada y en muchos lugares del mundo. Los objetivos de los robots empizan a cambiar, una vez han sido perfeccionados para tareas de fabricación. Ahora la visión a futuro se orienta hacia robots de servicios y consumo, que puedan además coexistir con los humanos.

Estandarización

Tras décadas de feroz competencia, finalmente la comunidad trata de resolver uno de los problemas fundamentales: la incompatibilidad entre interfaces de hardware con las interfaces de software.

Hasta ahora, la mayor parte de los esfuerzos en desarrollo de robots se basa en resolver dichas incompatibilidades, en vez de en el desarrollo de comportamiento ante escenarios reales. En el año 2017 aparecen ROS-2 y H-ROS.

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Se trata de una infraestructura estandarizada de software y hardware para crear componentes reutilizables y reconfigurables.

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5   El futuro próximo de los robots personales y colaborativos

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Con los últimos avances en IA y las ingentes inversiones que se están realizando, existen muy buenas perspectivas para la robótica en las próximas décadas. Éste es un mensaje para estudiantes, empresarios, trabajadores e instituciones.

Algunos de los desarrollos que veremos en los próximos 20-30 años pueden ser:

2019

Robots en casi cualquier fábrica o entorno industrial.

2020

Robots compañeros: mascotas, juguetes, robots educacionales, etc.

2021

Fábricas inteligentes (smart factories). La Industria 4.0 hecha realidad.

2022

Robots exoesqueletos. Estructuras robóticas que mejoren la capacidad física de los humanos.

2023

Robots asistentes, para guiar, ayudar, indicar direcciones, responder preguntas, recolectar datos, empatizar con humanos en locales, etc.

2024

Vehículos autónomos en las ciudades.

2025

Robots domésticos para ayudar en diferentes tareas en la vivienda.

2027

Robots de comida, que pueden cocinar de forma autónoma como ya planteó el ex-CEO de McDonalds.

2028

Robots de búsqueda y rescate, que colaboren con los humanos en tales tareas.

2030

Sistemas de transporte público autónomo: taxis, buses, aviones, etc.

2032

Robots de seguridad o defensa en zonas urbanas.

2033

Drones de reparto, tanto por tierra como voladores, para entregar paquetes directo al usuario.

2035

Robots médicos autónomos, más precisos y sin errores.

2040

Robots de cuidado de personas de avanzada edad, para asistir en las labores diarias, informar de los medicamentos que tienen  que tomar o ayudar en tareas domésticas.

Vía: hackernoon

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