PDF de programación - El Mundo de los Robots

1 El Mundo de los

Robots

Página anterior: Rover de Marte.

La foto es cortesía de NASA/JPL-Caltech

No quisiera que nunca se los regresara a la Tierra. Los construimos para Marte, y en Marte es
donde deberían quedarse. Pero Spirit (Espíritu) y Opportunity (Oportunidad) se han convertido en
más que máquinas para mí. Los rovers son nuestros sustitutos, nuestros precursores robóticos en
un mundo al cual, como humanos, aún no estamos preparados para visitar.

-: Steve Squyres en Roving Mars, Hyperion, 2005.

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El borde del Cráter Victoria en Marte. El rover Opportunity ha sido sobreimpreso en el borde del cráter para mostrar la
escala. La foto es cortesía de JPL/NASA/Cornell University, octubre, 2006

La imagen superior es una de las miles que se han enviado desde el Spirit y el
Opportunity desde la superficie de Marte. No hace falta decir que probablemente
pasen varios años, décadas o aún más, antes de que un humano pueda poner un pie
en Marte. Los rovers Spirit y Opportunity aterrizaron en Marte, en enero de 2004,
como robots geólogos cuya misión era analizar las rocas y los suelos del planeta rojo
en busca de pistas de presencias pasadas de agua en el planeta. Se esperaba que los
dos robots durarían aproximadamente 90 días. Tres años después, todavía estaban
explorando la superficie del planeta, enviando invalorables datos geológicos y gráficos
del planeta. En el mismo mes en que los rovers aterrizaban en Marte, en la Tierra, el
robot rover Tumbleweed viajó 40 millas a través de la meseta antártica americana,
transmitiendo datos meteorológicos a su estación vía satélite. Además de sobrevivir a
condiciones adversas en Marte y en la meseta Ántártica, los robots están lentamente
transformándose en objetos de consumo doméstico. Tomemos como ejemplo el
Roomba de iRobot Corporation. Desde que se lanzaron en 2002, más de 2 millones de
Roombas han sido vendidos para aspirar y limpiar pisos.

Algo en común entre los robots arriba mencionados es que han sido previamente
diseñados para realizar tareas específicas: analizar piedras y suelos en la superficie de
Marte, meteorología en la capa polar, o aspirar una habitación. Sin embargo, el núcleo
de la tecnología robótica es casi tan sencillo de usar como las computadoras. En este
curso, recibirán un robot personal. A través de este robot personal, aprenderán a
impartirle instrucciones para realizar una variedad de tareas. Como los robots arriba
mencionados, el robot también es un rover. Sin embargo, a diferencia de los robots
anteriores, este robo personal no viene preprogramado para realizar ninguna tarea
específica. Tiene ciertas capacidades básicas (sobre las cuales aprenderá) y puede ser
programado para usar sus capacidades para realizar varias tareas. Esperamos que el
proceso de aprender acerca de las capacidades del robot y el hecho de lograr que
lleve a cabo diferentes cosas les resulte fascinante y divertido. Es este capítulo, les
presentaremos al mundo de los robots y luego los introduciremos en su propio robot
personal y en algunas de sus capacidades.

¿Qué es un robot?

El Diccionario en línea Merriam-Webster brinda las siguientes definiciones de la

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palabra robot:

1. una máquina que parece humana y que lleva a cabo varios actos complejos
(como caminar o hablar); también una máquina similar pero ficcional cuya
carencia de emociones humanas es en general enfatizada; y también una
persona eficiente e insensible que funciona automáticamente.

2. un dispositivo que automáticamente lleva a cabo tareas complicadas y

generalmente repetitivas.

3. un mecanismo guiado por controles automáticos

En el mundo de hoy, las primeras dos definiciones serán probablemente consideradas arcaicas (la
tercera interpretación en la primera definición no pertinente). Los robots fueron originalmente
concebidos como entidades simil-humanas, reales o ficcionales, carentes de emociones, que
realizaban tareas que eran repetitivas, aburridas o pesadas. Los robots de hoy en día vienen en
distintas formas y tamaños y llevan a cabo todo tipo de tareas (ver ejemplos abajo). Mientras que
muchos robots eran usados para tareas repetitivas o aburridas (incluyendo el Roomba; a menos que
disfruten del costado terapéutico de pasar la aspiradora : -), los robots actuales son capaces de
realizar mucho más de lo que se contempla en las definiciones de arriba. Aún en los robots ficticios,
la carencia de capacidad emocional parece estar superada (ver por ejemplo la película de Steven
Spielberg, Inteligencia Artificial).

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Para nuestro propósito, la tercera definición es más
abstracta y quizás más apropiada. Un robot es un
mecanismo o una entidad artificial que puede ser
guiado por controles automáticos. La última parte
de la definición, guiado por controles automáticos,
es donde nos centraremos en este curso. Es decir,
dado un mecanismo capaz de ese tipo de guía,
¿qué es lo que está implicado en la creación de
esos controles?

Hoy en día es difícil imaginar

la vida sin un motor de

búsqueda Web. Hay varios

motores de búsqueda
disponibles, pero el que
provee Google Inc. ha

devenido en sinónimo de

común “¡googlealo!”

de búsqueda. Adelante,

Quizás ustedes tengan una

utilícenlo y busquen los ítems

preferencia personal de motor

búsqueda en la Web. Tanto es
así que la gente utiliza la frase

Una breve historia de los Robots
Los robots modernos estaban inicialmente
concebidos como robots industriales diseñados
para asistir en tareas de manufactura
automatizadas. Unimation (la primer compañía
comercial de robots) fue creada hace alrededor de
50 años. A medida que crecía el uso de robots en la
industria manufacturera, se comenzó a
experimentar con otros usos para los mismos. Los
primeros robots industriales eran principalmente
largos brazos anexados a una base fija. Sin
embargo, con el desarrollo de robots móviles, se les
empezó a encontrar usos para otras áreas. Por
ejemplo, para explorar ambientes peligrosos al
alcance de sitios radiactivos,volcanes, buscar y destruir minas, etc. Comenzamos este
capítulo introduciendo a dos robots de Marte. El primer robot planetario aterrizó en
Marte en 1997. En la última década y en forma creciente, los robots han incursionado
en áreas nuevas y más atrayentes, como la medicina (Google: cirugía robótica, silla de
ruedas robótica, etc.), los juguetes y el entretenimiento (Google: Pleo, SONY Aibo,
LEGO Minsdstorms, etc.), e incluso la educación (Google: IPRE). Algunos de los
desarrollos más fascinantes en robótica aún están en fase de investigación, por
ejemplo, en inteligencia artificial, los investigadores están intentando desarrollar
robots inteligentes y están utilizando robots para comprender y explorar modelos de la
inteligencia humana. Hemos provisto algunas claves de búsqueda (realizar las
búsquedas mencionadas arriba) como ejemplos de varios robots y sus usos. Hay
numerosos sitios web donde podrán buscar más información acerca de la historia de
los robots. Lo dejaremos planteado como un ejercicio.

sugeridos aquí.

Los Robots y las Computadoras
En las últimas décadas, las computadoras se han tornado
crecientemente ubicuas. Lo más probable es que estén
leyendo esta oración en una computadora. Si está leyendo
este texto en línea, el texto está proviniendo de otra
computadora (ubicada en alguna parte de la costa oeste
del río Delaware en la zona sureste del estado de
Pensilvana en los Estados Unidos). En este viaje desde la

Una estampilla postal titulada
El mundo de la invención (La
Internet) fue impresa por el
Correo Postal Real del Reino
Unido en marzo 1, 2007 como
homenaje al desarrollo de la
Red de Redes (World Wide

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Web).

computadora de Pensilvana a su computadora, el texto probablemente ha viajado a
través de varias computadoras (¡varias docenas si están en las afueras del estado de
Pensilvana!). Lo que hace que este viaje sea casi instantáneo es la presencia de redes
de comunicación a través de las cuales operan Internet y la World Wide Web. Los
avances en las tecnologías de comunicación inalámbrica hacen posible el acceso a
Internet desde casi cualquier lugar del planeta. La razón por la cual ustedes están
sentados frente a una computadora y aprendiendo acerca de los robots es
básicamente por el advenimiento de esta tecnología. A pesar de que los robots no
están tan difundidos como las computadoras, no se han quedado tan atrás. De hecho,
es precisamente el avance en las computadoras en las tecnologías de la comunicación
que han permitido que ustedes se familiaricen con el mundo de los robots.
La relación entre los robots y las computadoras es la base del uso de la frase controles
automatizados al describir un robot. El control automatizado de un robot casi siempre
implica que hay una computadora involucrada. Por este motivo, en el proceso de
aprender acerca de los robots y de jugar con los mismos, también descubrirán el
mundo de las computadoras. El robot tiene una computadora embebida en él. Ustedes
estarán controlando el robot a través de su computadora. Es más, lo harán a través de
una tecnología inalámbrica llamada bluetooth. Inicialmente, para nuestro propósito,
aprender a controlar automáticamente a un robot será sinónimo de aprender a
controlar una computadora. Esto se tornará más obvio a medida que avancemos en
las lecciones.
El control automático involucra la especificación, de antemano, de la serie de tareas
que deberá realizar el robot o la computadora. Esto se llama programación. La
programación implica el uso de un lenguaje de programación. ¡En la actualidad hay
más lenguajes de programación que lenguajes humanos! Quizás hayan escuchado
algo acerca de alguno de ellos: Java, C, Python, etc. En este curso, realizaremos toda
la programación del robot en el lenguaje de programación Python. Python, llamado así
por el popular show de televisión Monty Python, es un lenguaje moderno que es muy
senc