Un robot es una máquina con una aplicación informática que lo controla. Los componentes del robot forman dos grandes grupos: el hardware y el software.
Hardware
El hardware de un robot incluye el cuerpo, los motores y los sensores.
La forma del cuerpo depende del tipo de robot o del ámbito de aplicación. Algunos ejemplos son los robots humanoides, los de solo brazos, los de solo piernas y los de ruedas. El cuerpo está cubierto en su mayor parte de metal, plástico o algún otro material (como la fibra de carbono) que protege el interior del robot. Para dicha protección, es importante tener en cuenta que, con solo añadir un gramo de peso, ya es necesario ajustar los motores y el consumo de energía.
Los motores mueven el robot y sus componentes. En robótica se usan varios tipos de motores, como los motores paso a paso bidireccionales, los motores rotativos, las bombas y los discos vibratorios. Si el cuerpo del robot es complejo, hay que sincronizar varios motores. La sincronización de los motores suele realizarse a microescala. Esto significa que el control de los motores para realizar determinadas acciones, como dar un paso con el pie izquierdo o levantar el brazo derecho, está predefinido. Cuando el robot realiza tareas complejas, se ejecuta una secuencia de esas acciones predefinidas en un orden personalizado: así, el robot va de un lugar a otro o coge algún objeto y lo lleva a la zona deseada.
Los sensores se utilizan para recoger datos sobre el entorno, que luego puede procesar el ordenador para entender dicho entorno y realizar acciones en consecuencia. Los robots pueden llevar incorporados todo tipo de sensores, como cámaras, micrófonos, sensores de presión, termómetros, medidores de humedad, sensores de posición, sensores de velocidad, sensores de ubicación y sensores táctiles, entre muchos otros.
El robot necesita energía: sin ella, no podría moverse ni pensar, lo que en su caso significa, literalmente, ejecutar algoritmos en el ordenador. La fuente de energía suele ser la electricidad de la red eléctrica, transmitida a través de cables, o bien puede obtenerse de una batería incorporada o de la energía solar. También hay robots que funcionan con gas. La opción más adecuada suele depender de la finalidad del robot.
Software
El software controla el robot: sin software, no podría funcionar. A menudo, el software del robot tiene parámetros que se pueden configurar, por ejemplo, con una aplicación de smartphone o con un dispositivo de entrada específico, como los botones.
El software puede ser un sistema integrado de manera fija, que no se puede cambiar más adelante. Este suele ser el caso de los robots más antiguos o sencillos. En cambio, en los sistemas más avanzados, el software se puede actualizar o mejorar a distancia a través de Internet. En ese caso, es posible que el propietario del robot ni siquiera se entere de dichas actualizaciones. La posibilidad de actualizar o mejorar el software a distancia es una ventaja para los desarrolladores de los robots, que pueden añadir funciones, mejorar los servicios o corregir posibles errores. Por último, hay un tercer tipo de software que permite realizar pequeñas o grandes modificaciones, o incluso desarrollar software desde cero, en el caso de los robots de uso general que hemos descrito anteriormente.
Robótica e inteligencia artificial
La inteligencia artificial se está convirtiendo en una de las tecnologías de software más habituales y, sin duda, desempeñará un papel importante en el futuro de la robótica. Hay tantos ámbitos en los que se puede aplicar la robótica, y son tan complejos, que cada robot puede requerir un método diferente de IA.
La visión artificial basada en la IA ya ha demostrado ser eficaz en numerosos sectores. Muchos de los robots que disponen de cámaras utilizan la inteligencia artificial para analizar imágenes y vídeos. Por ejemplo, para detectar objetos en las imágenes, medir distancias, reconocer objetos y personas y predecir su movimiento, detectar posibles riesgos y mejorar la calidad de imagen de la cámara.
También se han explorado bastante los posibles usos de la IA en el procesamiento de voz y de audio. De modo que, si el robot cuenta con uno o varios micrófonos, utilizando algoritmos de IA, es posible grabar y analizar el sonido y las voces de su entorno. Según el ámbito de aplicación, el robot puede realizar tareas como la detección de voz, el reconocimiento del habla, el reconocimiento de sonidos y eventos y la medición de la relación señal/ruido, entre muchas otras. Los robots con altavoces pueden emplear tecnologías para convertir el texto en voz y, así, ofrecer información a los usuarios con una voz similar a la humana.
Los robots, especialmente los de tipo social, utilizan una cámara, un micrófono y altavoces para comprender su entorno. Con algoritmos avanzados de procesamiento del lenguaje natural y tecnologías del habla, los robots son capaces de comunicarse con las personas, a veces incluso de manera similar a la de la inteligencia general. Dado que los algoritmos de IA más avanzados requieren una gran potencia de procesamiento informático, algunos robots ejecutan esos algoritmos en la nube.
Los robots que recogen datos de sensores (de distancia, fuerza, corriente, tensión, temperatura o humedad, e incluso cámaras y micrófonos) pueden utilizar algoritmos de IA para detectar los primeros indicios de posibles fallos. Así, estos robots pueden detener la actividad para evitar fallos, o pueden indicar que es necesario realizar ciertas tareas de mantenimiento antes de que los problemas se agraven (lo que se denomina mantenimiento predictivo). Ambos métodos son esenciales en la fabricación y la agricultura, para evitar defectos en los productos y que, si tiene que interrumpirse la producción, esta pueda reanudarse antes.
El movimiento y la estabilidad de los robots también pueden optimizarse mediante algoritmos de IA para adaptarse mejor al entorno por el que se desplaza el robot y a los objetos con los que interactúa. A veces, esto se puede hacer en un entorno de simulación antes de utilizar el robot, para luego ajustar el software al mundo real.
Hemos visto varios ejemplos de los principales sistemas de robótica e IA, pero hay muchas otras posibilidades. Como la robótica y la IA son tecnologías emergentes, es probable que en el futuro se desarrollen otros sistemas inteligentes.
