Robótica y Tecnologías Emergentes: Un Vistazo a la Automatización y la Inteligencia Artificial

Introducción a la Robótica

Los robots se inventaron para ayudar a los humanos en tareas repetitivas, pesadas y peligrosas. La incorporación de los robots al mundo laboral provocará una redistribución de las tareas, en la que ellos realizarán las labores más rutinarias y peligrosas.

La robótica es la rama de la tecnología que estudia el diseño, construcción y aplicación de los robots. Para ello, requiere de ciencias como la mecánica, la electrónica, los sistemas de control, el pensamiento computacional y, por supuesto, las matemáticas.

Componentes Esenciales de un Robot

Las partes fundamentales de un robot son: Estructura, Cerebro, Energía, Actuadores y Sensores. Los movimientos de un robot se denominan grados de libertad.

Sensores de un Robot

Los sensores de un robot son los encargados de recibir información del entorno para que el robot reaccione de acuerdo con su programación. Un sensor es un componente electrónico capaz de detectar magnitudes físicas o químicas y transformarlas en variables eléctricas. Estas variables pueden ser: la luz, el sonido, la distancia, la temperatura, la presión, entre otras.

Los sensores pueden ser analógicos o digitales.

Ejemplos Comunes de Sensores:

• Sensor de ultrasonidos: Mide distancias calculando el tiempo que tarda la onda ultrasónica en llegar a un objeto y rebotar en él.
• Sensor de luz: Detecta el cambio de luz ambiente a oscuridad.
• Sensor de presión: Detecta la presión sobre un objeto y proporciona una señal proporcional a esa presión.
• Pulsador: Permite o interrumpe el paso de la corriente cuando se actúa sobre él.
• Sensor de movimiento: Detecta un movimiento mediante infrarrojos.
• Sensor de color: Detecta diferentes colores.

Actuadores y el Microcontrolador

Un actuador es un componente electrónico que, al recibir una señal, realiza una acción. Ejemplos de actuadores incluyen un motor, un altavoz o un LED que emite luz.

El microcontrolador es el cerebro del robot. Se trata de un circuito programable que ejecuta órdenes grabadas en su memoria, permitiendo que los actuadores respondan de una manera u otra, dependiendo del estímulo recibido por los sensores.

Características de la Placa Micro:bit

La placa micro:bit no es solo un microordenador programable, sino que integra múltiples dispositivos y sensores incorporados, como botones, altavoces, antenas, conectores micro USB y tomas de tierra.

Inteligencia Artificial y Aprendizaje Automático

La Inteligencia Artificial (IA) es una parte del campo de la informática que busca crear máquinas capaces de imitar comportamientos inteligentes de los humanos. Esto implica recibir datos, analizarlos e interpretarlos, aprender de ellos y resolver problemas.

La inteligencia artificial imita diversas capacidades humanas, tales como:

• Capacidad de realizar movimientos y adaptarse a su entorno.
• Capacidad de entender el lenguaje hablado y escrito.
• Capacidad de analizar la información visual.
• Capacidad de asistir en conversaciones y reconocer voces.
• Capacidad de aprender de forma autónoma.

El Aprendizaje Automático (Machine Learning)

El Aprendizaje Automático incluye diferentes técnicas de aprendizaje, siendo una de las más conocidas las Redes Neuronales. Estas imitan el funcionamiento de las neuronas del cerebro humano, y para ello se crean algoritmos de aprendizaje.

Un algoritmo recopila y analiza una gran cantidad de datos buscando patrones, a partir de los cuales se toman decisiones. Estos algoritmos se evalúan continuamente, mejorando automáticamente. El proceso general incluye:

1. Recogida de datos.
2. Análisis y organización de los datos, buscando patrones.
3. Entrenamiento: aprendizaje a partir de los patrones recogidos.
4. Toma de decisiones.
5. Evaluación de los resultados y mejora continua.

Big Data y el Internet de las Cosas (IoT)

Los algoritmos necesitan aprender y entrenarse, y para ello requieren datos. Cuantos más datos tengan, más aprenden y más rápido. El Big Data se ocupa de almacenar y procesar millones de datos generados por múltiples dispositivos. En la actualidad, gracias a internet, millones de dispositivos conectados generan estos datos que alimentan a los algoritmos.

El Internet de las Cosas (IoT) es un concepto que se refiere a la interconexión de dispositivos que poseen sensores que toman datos continuamente del entorno. Esto permite crear sistemas de control para optimizar el tráfico, informar sobre el clima, mejorar los sistemas GPS, asistirnos en la vida diaria, programar electrodomésticos y reforzar sistemas de seguridad.