Robotica Evolutiva Virches

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It is the mark of an educated mind to rest satisfied with It is the mark of an educated mind to rest satisfied with the degree of precision which the nature of the subject the degree of precision which the nature of the subject admits and not to seek exactness where only an admits and not to seek exactness where only an approximation is possibleapproximation is possible

AristotleAristotle

RobRobóótica tica EvolutivaEvolutiva

Dr. Eduardo GDr. Eduardo Góómez Rammez RamíírezrezLaboratorio de InvestigaciLaboratorio de Investigacióón y n y

Desarrollo de TecnologDesarrollo de Tecnologíía Avanzadaa AvanzadaUNIVERSIDAD LA SALLEUNIVERSIDAD LA SALLE

IndiceIndice de la Presentacide la Presentacióónn

IntroducciIntroduccióónnAntecedentesAntecedentesAreasAreas de la Robde la RobóóticaticaLLííneas de la robneas de la robóótica evolutivatica evolutivaConclusionesConclusiones

¿¿QuQuéé eses un Robot?un Robot?((InstitutoInstituto NorteamericanoNorteamericano de de RobRobóóticatica))

Manipulador multifuncional y reprogramable, diseñado para mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos programados y variables, que permiten llevar a cabo diversas tareas

AntecedentesAntecedentes

En 1500 A. C., En 1500 A. C., AmenhotepAmenhotep, construye una estatua de , construye una estatua de MemnMemnóónn, el rey de Etiop, el rey de Etiopíía, que emite sonidos cuando la a, que emite sonidos cuando la iluminan los rayos del sol al amanecer. iluminan los rayos del sol al amanecer. En el 500 A. C., En el 500 A. C., KingKing--su su TseTse, en China, inventa una , en China, inventa una urraca voladora de madera y bamburraca voladora de madera y bambúú que movque movíía las alas a las alas y un caballo de madera que saltaba. y un caballo de madera que saltaba. Entre el 400 y 397 A. C., Entre el 400 y 397 A. C., ArchytarArchytar de de TarentoTarento construye construye un pichun pichóón de madera suspendido de un pivote, el cual n de madera suspendido de un pivote, el cual rotaba con un surtidor de agua o vapor, simulando el rotaba con un surtidor de agua o vapor, simulando el cuello. cuello. ArchytarArchytar es el inventor del tornillo y la polea. es el inventor del tornillo y la polea. Entre el 300 y 270 A. C., Entre el 300 y 270 A. C., CresibioCresibio inventa una clepsidra inventa una clepsidra (reloj de agua) y un (reloj de agua) y un óórgano que funciona con agua. rgano que funciona con agua.


Entre el 220 y 200 A. C., Filon de Bizancio inventEntre el 220 y 200 A. C., Filon de Bizancio inventóó un un autautóómata acumata acuáático y la catapulta repetitiva. tico y la catapulta repetitiva. En el aEn el añño 206 A. C., fue encontrado el tesoro de Chin o 206 A. C., fue encontrado el tesoro de Chin Shih Hueng Ti consistente en una orquesta mecShih Hueng Ti consistente en una orquesta mecáánica de nica de mumuññecos. ecos. En el aEn el añño 62 D. C., Hero de Alejandro 62 D. C., Hero de Alejandríía hace un tratado a hace un tratado de autde autóómatas, asmatas, asíí como su teatro automcomo su teatro automááticoticoAAñño 335 D. C., o 335 D. C., HsiehHsieh FecFec construye un carro con cuatro construye un carro con cuatro ruedas con la figura de Buda, hecha de madera de ruedas con la figura de Buda, hecha de madera de ssáándalo. ndalo. En el aEn el añño 700 D. C., o 700 D. C., HuangHuang KunKun construyconstruyóó barcos con barcos con figuras de animales, cantantes, mfiguras de animales, cantantes, múúsicos y danzarines sicos y danzarines que se movque se movíían. an.

. .


En el 770 D. C., En el 770 D. C., YangYang WuWu--LienLien construye un mono que construye un mono que extiende sus manos pidiendo limosna.extiende sus manos pidiendo limosna.El prEl prííncipe ncipe KayaKaya, hijo del Emperador , hijo del Emperador KannuKannu, construye , construye en el aen el añño 840 una muo 840 una muññeca que derrama agua. eca que derrama agua. El sabio prEl sabio prííncipe hindncipe hindúú BhojaBhoja, escribe, en el a, escribe, en el añño 1050, el o 1050, el SamaranganaSamarangana--SutradharaSutradhara, que incluye comentarios , que incluye comentarios sobre la construccisobre la construccióón de mn de mááquinas o quinas o yantrasyantras. . 1235, 1235, VillardVillard dd’’Honnecourt hace un libro de esbozos que Honnecourt hace un libro de esbozos que incluyen secciones de dispositivos mecincluyen secciones de dispositivos mecáánicos, como un nicos, como un áángel autngel autóómata, e indicaciones para la construccimata, e indicaciones para la construccióón de n de figuras humanas y animales. figuras humanas y animales.


Leonardo Da Leonardo Da VinciVinci construye en construye en el ael añño 1500, un leo 1500, un leóón n automautomáático en honor de Luis XII tico en honor de Luis XII que actque actúúa en la entrada del Rey a en la entrada del Rey de Milde Miláán. n.


SalomSalomóón de n de CausCaus (1576 (1576 -- 1626) 1626) construye fuentes ornamentales y construye fuentes ornamentales y jardines placenteros, pjardines placenteros, páájaros jaros cantarines e imitaciones de los cantarines e imitaciones de los efectos de la naturaleza. efectos de la naturaleza. En 1640, RenEn 1640, Renéé Descartes inventDescartes inventóóun autun autóómata al que se refiere mata al que se refiere como como ““mi hijo mi hijo FrancineFrancine””. . En 1662, se abre en Osaka el En 1662, se abre en Osaka el teatro teatro TakedoTakedo de autde autóómatas. matas.


Jacques de Jacques de VaucansonVaucanson, , construye el pato, el construye el pato, el autautóómata mmata máás conocido; s conocido; un pato hecho de cobre, un pato hecho de cobre, que bebe, come, grazna, que bebe, come, grazna, chapotea en el agua y chapotea en el agua y digiere su comida como digiere su comida como un pato real. Previamente un pato real. Previamente construye un flautista y construye un flautista y un tamborilero en 1738un tamborilero en 1738


En 1805En 1805, Henry , Henry MaillartdertMaillartdert--mumuññeca capaz eca capaz de hacer dibujos con una serie de levasde hacer dibujos con una serie de levasDurante la revoluciDurante la revolucióón industrial: la n industrial: la hiladora giratoria de hiladora giratoria de HargrevesHargreves, la , la mecmecáánica de nica de CromptonCrompton, el telar de , el telar de CarwrighCarwrightt, el telar de , el telar de JacquardJacquard y otros y otros mmáás. s.


En 1921, fue empleado por primera vez en la obra teatral de 1921 R.U.R. (Robots Universales de Rossum), por el novelista y dramaturgo checo Karel Capek para denominar a unas máquinas construidas por el hombre y dotadas de inteligencia. Procede de la palabra checa robota y/o robotnik, = 'trabajo obligatorio';


1947 1947 DesarrolloDesarrollo del primer del primer teleoperadorteleoperadoraccionadoaccionado porpor servomecanismosservomecanismos..1948 1948 servomecanismosservomecanismos con con retroalimentaciretroalimentacióónn de de fuerzafuerza1949 1949 DesarrolloDesarrollo de de mmááquinasquinas de de molinomolino de de control control numnumééricorico1954 El 1954 El IngIng. George . George DevolDevol desarrolldesarrollóó el primer el primer robot industrialrobot industrial1956 Se 1956 Se fundafunda la la compacompaññiaia UnimationUnimation


1961 Se 1961 Se instalainstala el primer robot el primer robot UnimateUnimate en en unaunaplantaplanta de GMCde GMC1963 1963 DesarrolloDesarrollo del primer del primer sistemasistema de de VisiVisióónnparapara robotrobot1971 1971 DesarrolloDesarrollo del del ““Stanford ManipulatorStanford Manipulator””1973 Primer 1973 Primer LenguajeLenguaje de de programaciprogramacióónn paraparaRobots (Wave) en StanfordRobots (Wave) en StanfordDesarrolloDesarrollo del T3 del T3 ControladoControlado porpor computadoracomputadora


1978 Robot PUMA de 1978 Robot PUMA de UnimationUnimation1979 1979 DesarrolloDesarrollo del SCARA en del SCARA en JapJapóónn1981 1981 DesarrolloDesarrollo del primer Robot del primer Robot queque““manejamaneja””1982 a la 1982 a la fechafecha: : diferentesdiferentes desarrollosdesarrollos

SimuladoresSimuladores--AmbientesAmbientes VirtualesVirtuales

Robots en MedicinaRobots en Medicina

ManipuladoresManipuladores

Robots Manipuladores en el espacioRobots Manipuladores en el espacio



OctOctáápodospodos

HexHexáápodospodos


NitinolNitinolActuadoresActuadores

10 gramos10 gramosPesoPeso

75 * 70 * 2575 * 70 * 25TamaTamañño en o en mmmm(Largo*Ancho*Alto)(Largo*Ancho*Alto)

66Grados de LibertadGrados de Libertad

Tabla 1. Datos técnicos


CuadrCuadrúúpedospedos

CuadrCuadrúúpedospedos

BBíípedospedos

BBíípedospedos

BBíípedospedos

Fig. 1.3 Prototipo Mejorado Fig. 1.4 Detalle del Prototipo Mejorado

MonMonóópodospodos

MonMonóópodospodos

AndroidesAndroides

AndroidesAndroides

Androides: Honda ASIMOAndroides: Honda ASIMO

TecnologTecnologíía avanzada de a avanzada de movimiento con prediccimovimiento con prediccióón de n de movimiento. Se utiliza esta movimiento. Se utiliza esta tecnologtecnologíía para predecir el a para predecir el siguiente movimiento y cambiar el siguiente movimiento y cambiar el centro de gravedad.centro de gravedad.TecnologTecnologíía ia i--WALK(intelligentWALK(intelligent realreal--time flexible time flexible walkingwalking) permite los ) permite los cambios de direccicambios de direccióón.n.Respuesta Respuesta instantaneainstantanea a a movimientos repentinos cuando movimientos repentinos cuando camina.camina.Su caminado es natural y muy Su caminado es natural y muy estable.estable.

AndroidesAndroides

AndroidesAndroides

AndroidesAndroides

AndroidesAndroides

Gorila RobotGorila Robot--FukudaFukuda LabLab

SerpenteoSerpenteo

BustosBustos: : ExpresionesExpresiones FacialesFaciales

BustosBustos

Reconocimiento de ObjetosReconocimiento de Objetos

μμrobotsrobots

Robots MRobots Móóvilesviles


RoMEORoMEO: Parte : Parte MecMecáánicanica



Robots ComercialesRobots Comerciales


Cockroach Controlled Mobile Cockroach Controlled Mobile RoboRobo

a remotea remote--control roachcontrol roach

RobRobóótica Htica Hííbridabrida

FlypowerFlypowerhttp://www.flypower.com/products.htmlhttp://www.flypower.com/products.html

http://accad.osu.edu/~rinaldo/works/mediated/

SelfSelf ReplicationReplication

... living organisms are very complicated aggregations of ... living organisms are very complicated aggregations of elementary parts, and by any reasonable theory of elementary parts, and by any reasonable theory of probability or thermodynamics highly improbable. That probability or thermodynamics highly improbable. That they should occur in the world at all is a miracle of the they should occur in the world at all is a miracle of the first magnitude; the only thing which removes, or first magnitude; the only thing which removes, or mitigates, this miracle is that they reproduce themselves. mitigates, this miracle is that they reproduce themselves. Therefore, if by any peculiar accident there should ever Therefore, if by any peculiar accident there should ever be one of them, from there on the rules of probability do be one of them, from there on the rules of probability do not apply, and there will be many of them, at least if the not apply, and there will be many of them, at least if the milieu is reasonable.milieu is reasonable.

John von Neumann, Theory of SelfJohn von Neumann, Theory of Self--Reproducing Automata.Reproducing Automata.

SelfSelf ReplicationReplication

Robots EvolutivosRobots Evolutivos


Robots Evolutivos Robots Evolutivos JordanJordan PollackPollack

StaticStatic StructuresStructures

2D 2D GenobotsGenobots

3D 3D GenobotsGenobots

Robots Evolutivos ControlRobots Evolutivos Control



Improving BehaviorImproving Behavior


Robots CooperativosRobots Cooperativos

SwarmSwarm IntelligenceIntelligence

ConclusionesConclusiones


La La robrobóóticatica estestáátomandotomando unaunaconceptualizaciconceptualizacióónn mmáássclaraclara en el en el marcomarco de de la la ciberncibernééticatica..


Es importante revisar la historia porque se Es importante revisar la historia porque se puede entender hacia donde va la ciencia o en puede entender hacia donde va la ciencia o en donde donde ““se quedse quedó”ó”..

““What DesWhat Des--CartesCartes did was a good step. You have added much did was a good step. You have added much several ways, & especially in taking ye several ways, & especially in taking ye colourscolours of thin plates of thin plates into philosophical consideration. If I have seen further it is into philosophical consideration. If I have seen further it is by by standing on ye shoulders of Giantsstanding on ye shoulders of Giants””

From a letter written by Isaac Newton to Robert Hooke, 5 Feb. 16From a letter written by Isaac Newton to Robert Hooke, 5 Feb. 167676


The Chemical Basis of MorphogenesisThe Chemical Basis of Morphogenesis, , Phil. Trans. R. Soc. London B 237 pp 37Phil. Trans. R. Soc. London B 237 pp 37--72 (1952) 72 (1952) ¿¿QuiQuiéénn lo publiclo publicóó??


Theory of games and economic Theory of games and economic behavior, Princeton University Press, behavior, Princeton University Press, Princeton, New JerseyPrinceton, New Jersey (1944)(1944)Holland J. H., Holland J. H., Adaptation in Natural Adaptation in Natural and Artificial Systemsand Artificial Systems, MIT Press , MIT Press /Bradford Books Edition, (1992)/Bradford Books Edition, (1992)


¿¿Es posible utilizar la computadora para Es posible utilizar la computadora para generar estructuras que la naturaleza no generar estructuras que la naturaleza no necesitnecesitóó desarrollar en nuestro mundo?desarrollar en nuestro mundo?¿¿Es verdad lo que propone Es verdad lo que propone WolframWolfram sobre sobre la nueva ciencia?la nueva ciencia?

GraciasGracias

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