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LA ROBÓTICA (IMPACTO SOCIAL)

Sebastian Rave Correa Juan Camilo Marín Marulanda Gehan Esteban Marín Serna

Mayo 2016

Universidad Tecnológica de Pereira Facultad De Ingenierías Ing. De Sistemas Y Computación Técnicas De La Comunicación

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Prólogo El avance tecnológico que se ha dado en el nuevo siglo es asombroso analizándolo desde los diferentes puntos de vista, ya que ha triado tanto cosas positivas, como negativas para la sociedad en la que vivimos, además sentimos tener poder debido a que tenemos la tecnología al alcance de nuestras manos, poder hacer que situaciones cotidianas se realicen de manera autónoma o sin ningún esfuerzo físico para nosotros. Ahora bien alguna vez nos hemos preguntado ¿Qué impacto trae todo este avance en nuestra sociedad? O ¿estamos preparados para saber lidiar con esto? Tal vez la respuesta a estos interrogantes no la tengamos, es un tema bastante complejo, pero de alguna u otra manera la tecnología no detendrá su avance entonces será más fácil adaptarnos a ella, saberla sobrellevar y convertirla en una herramienta que nos ayude no en una que nos destruya.

3 CONTENIDO INTRODUCCIÓN ……………………………………………………………………….. 4 CAPITULO 1 …………………………………………………………………………….. 5 ORIGEN DE LA ROBÓTICA ………………………………………………….. 5 CAPITULO 2 …………………………………………………………………………….. 7 ROBÓTICA EN LA ACTUALIDAD …………………………………………... 7 Control de movimientos …………………………………………………. 7 Sensores y percepción ……………………………………………………. 8 Programación, planificación y aprendizaje …………………………….. 8 Integración de robots …………………………………………………….. 9 Tele-operación ……………………………………………………………. 9 CAPITULO 3 ……………………………………………………………………………. 11 DISCUSIONES Y OPINIONES ………………………………………………... 11 Primera mirada ………………………………………………………….. 11 Segunda mirada …………………………………………………………. 12 CONCLUSIONES ………………………………………………………………………. 13 BIBLIOGRAFIA ………………………………………………………………………... 14

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INTRODUCCIÓN "La robótica no se trata de reemplazar a los humanos, sino de aprender sobre nosotros mismos" Henrik Scharfe La inteligencia artificial busca simular las capacidades del ser humano a través de la matemática, la lógica y la filosofía. Esta disciplina ha hecho que tengamos unos avances tecnológicos útiles y beneficiosos. Uno de esos avances lo podemos encontrar en la robótica que según el diccionario de la RAE nos dice que la robótica es la técnica que se utiliza en el diseño y la construcción de robots y aparatos que realizan operaciones o trabajos, generalmente en instalaciones industriales y en sustitución de la mano de obra humana. Teniendo en cuenta esta definición es aquí donde parte el objetivo de esta pequeña investigación, rodear el tema de la robótica pensada a futuro, y planteándonos los siguientes interrogantes: ¿Podrá la robótica reemplazar total o parcialmente al hombre? Según Isaac Asimov un escritor y bioquímico de origen ruso, los robots son creados para ayudar al hombre en la vida cotidiana en base a tres leyes, ¿llegará el momento en que la segunda ley de la robótica, impuesta por Asimov, sea indirectamente quebrantada en el futuro?

5 CAPÍTULO 1 ORIGEN DE LA ROBOTICA

Por siglos el ser humano ha construido máquinas que imiten las partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses. Estos brazos fueron operados por sacerdotes, quienes clamaban que el movimiento de estos era inspiración de sus dioses. Los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicas, los cuales se utilizaban para fascinar a los adoradores de los templos. Durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots. Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la diversión. En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos. Una serie de levas se utilizaban como ‘el programa’ para el dispositivo en el proceso de escribir y dibujar. Estas creaciones mecánicas de forma humana deben considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al sector de la producción textil. Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves (1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785), el telar de Jacquard (1801), y otros. El desarrollo en la tecnología, donde se incluyen las poderosas computadoras electrónicas, los actuadores de control retroalimentados, transmisión de potencia a través de engranes, y la tecnología en sensores han contribuido a flexibilizar los mecanismos autómatas para desempeñar tareas dentro de la industria. Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50’s. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías. No obstante las limitaciones de las máquinas robóticas actuales, el concepto popular de un robot es que tiene una apariencia humana y que actúa como tal. Este concepto humanoide ha sido inspirado y estimulado por varias narraciones de ciencia ficción. Una obra checoslovaca publicada en 1917 por Karel Kapek, denominada Rossum’s Universal Robots, dio lugar al término robot. La palabra checa ‘Robota’ significa servidumbre o trabajador forzado, y cuando se tradujo al inglés se convirtió en el término robot. En la mitad del siglo XX surgen las industrias basadas en la ciencia, las mejoras tecnológicas en la electrónica hicieron posible el ordenador. Este constituye el desarrollo más importante, el ordenador revolucionó el modo de procesar y comunicar la información. Como resultado la información se ha convertido en un bien más del mercado y esta nueva era se conoce como la era de la información o "post-industrial". La tecnología de la información tiene un gran impacto en la sociedad, ordenadores, fibra óptica, radio, televisión y satélites de comunicación son sólo ejemplos de dispositivos que tienen un enorme efecto sobre nuestra vida y economía. Un gran porcentaje de empleos requieren "trabajadores informáticos" y cada vez menos se necesitan "trabajadores de producción". La tecnología de la información ha sido responsable del

6 espectacular crecimiento de la Robótica, y a medida que la era industrial declina se espera que cada vez más trabajo físico sea realizado por robots.

Imagen 1. Muestra de manera explicativa la evolución de los robots

7 CAPITULO 2 ROBÓTICA EN LA ACTUALIDAD Los robots son usados hoy en día para llevar a cabo tareas sucias, peligrosas, difíciles, repetitivas o imposibles para los humanos. Esto usualmente toma la forma de un robot industrial usado en las líneas de producción. Otras aplicaciones incluyen la limpieza de residuos tóxicos, exploración espacial, minería, búsqueda y rescate de personas y localización de minas terrestres. La manufactura continúa siendo el principal mercado donde los robots son utilizados. Recientemente, se ha logrado un gran avance en los robots dedicados a la medicina, con dos compañías en particular, Computer Motion e Intuitive Surgical, que han recibido la aprobación regulatoria en América del Norte, Europa y Asia para que sus robots sean utilizados en procedimientos de cirugía invasiva mínima Dean Kamen, fundador de FIRST y de la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos (ASME), ha creado una Competencia Robótica multinacional que a diferencia de las competencias de los robots de lucha sumo, que tienen lugar regularmente en algunos lugares, o las competencias de “Battlebots“ transmitidas por televisión, estas competencias incluyen la creación de un robot.

Control de movimientos

En los últimos años, los robots han constituido una planta excelente para la aplicación y ensayo de numerosas técnicas de control. En este sentido, cabe mencionar el control adaptativo, el control por modos deslizantes, las técnicas de pasividad, el control difuso y el control neuronal, entre otros. Muchos de los sistemas desarrollados han sido probados únicamente en simulación y no han sido sometidos aún a una verificación experimental que permita su validación real. No obstante, diversos fabricantes de robots han incorporado mejoras derivadas de estos desarrollos y puede apreciarse una paulatina mejora en las prestaciones de los sistemas de control, ligada también, evidentemente, a la disponibilidad de micro procesadores más rápidos y potentes. En esta línea, algunos fabricantes han comenzado a incorporar en sus sistemas módulos de compensación dinámica que permiten al robot cargado seguir con precisión trayectorias a velocidad elevada. La identificación en línea del modelo del robot puede permitir mejorar su comportamiento dinámico y supervisar su funcionamiento en vistas a detectar disfuncionalidades o fallos del sistema.

Sensores y percepción

La incorporación de sensores a los robots que les permitan obtener información de su entorno e interaccionar con él, ha sido mucho más lenta de lo previsto. Sensores como los de tacto que en un momento dado fueron objeto de intensa investigación e, incluso de comercialización en algunos casos, han quedado prácticamente aparcados. No obstante, no parece demasiado arriesgado afirmar

8 que el desarrollo de la robótica futura, tanto de los robots manipuladores como de los robots móviles, pasa en gran parte por la incorporación de nuevos y más eficientes sensores. En robots manipuladores y, en concreto, para tareas de montaje y mecanizado en las que existe contacto entre la pieza manipulada por el robot y el entorno, la utilización de sensores de fuerza puede tener un incremento apreciable a medio plazo. Esta utilización se verá facilitada por el abaratamiento del coste de los sensores, y la disponibilidad de procesadores para el tratamiento en tiempo real de su información, y de estrategias eficientes de ejecución de esas tareas que hagan uso efectivo de la información de fuerza. Los sistemas de visión seguirán siendo, en cualquier caso, los más utilizados y los de mayor desarrollo futuro, tanto para los robots manipuladores como para los robots móviles, aunque para estos últimos los sensores de proximidad y distancia sigan constituyendo un elemento esencial. La iluminación controlada aparece como uno de los factores fundamentales de los sistemas de visión futuros, Aspectos como la posición y tipo de los focos, la utilización de luz estructurada y la explotación de las posibilidades de la longitud de onda y de la polarización serán, sin duda, de gran importancia en dichos sistemas. Por otro lado, la incidencia de los modelos, especialmente de representación jerárquica, de los programas oportunistas y de la selección automática de dichos modelos de acuerdo con el objetivo perseguido, tendrá una creciente importancia de cara al procesado de la información de las imágenes. Igualmente, los futuros sistemas de visión harán un uso creciente del color, de la información 3D y de las técnicas de visión activa como el seguimiento y el flujo óptico. Mención especial merecen las técnicas de integración sensorial que tienen como objetivo combinar la información procedente de diversos sensores para construir y actualizar un modelo del entorno en vistas a un objetivo determinado. Estas técnicas han de permitir, por un lado, un uso más eficiente de los sensores disponibles con un incremento de la cantidad y de la calidad de la información obtenida, y, por otro lado, la detección de errores y fallos en algún sensor, y la continuidad del funcionamiento, aunque degradado, del sistema.

Programación, planificación y aprendizaje

La interface hombre-máquina y, en concreto, la programación de los robots para la ejecución de las tareas es uno de los temas básicos para la efectiva expansión de los robots en los ambientes industriales. Uno de los temas recientes de discusión es la necesidad o conveniencia de alcanzar un estándar sobre un lenguaje de programación para robots que pudiese ser convertido por software en el lenguaje específico de cada robot. Sobre este punto, diversos fabricantes han expresado opiniones contrapuestas, pero parece haber un consenso generalizado sobre la necesidad de hacer más fácil, seguro y eficiente para el usuario el desarrollo de aplicaciones robotizadas. En esta dirección cumple un papel decisivo la programación fuera de línea, que no ocupa tiempo de trabajo del robot, asistida de la simulación gráfica y de elementos como el posicionamiento relacional que facilita la obtención de posiciones y orientaciones que ha de alcanzar el robot.

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La planificación de tareas fue un tema de boga hace unos años que quedó después en un segundo plano debido a la dificultad de realizar planificadores realistas y utilizables en un entorno industrial. En estos momentos, los objetivos son claramente más modestos y la planificación se orienta más como una ayuda a la programación en tareas complejas que como un sistema autónomo. Ejemplos de este enfoque son la planificación de movimientos sin colisión, de la acomodación activa en tareas de montaje con robots y de las curvas de pulido en el acabado de piezas. En todo caso, los planificadores, para ser realistas, deben tener en cuenta la incertidumbre siempre presente en la ejecución de una tarea y la utilización de los sensores disponibles para llevar a cabo la misma. La programación reactiva y el aprendizaje son otras técnicas prometedoras aunque todavía incipientes en el entorno industrial. La introducción del aprendizaje en el campo de la robótica viene motivada básicamente por la necesidad del robot para adquirir automáticamente los conocimientos necesarios para la realización de determinadas tareas. Esta necesidad es debida, en algunos casos, a la existencia de tareas difíciles de programar pero cuya forma de realización puede ser mostrada fácilmente al robot. Otras veces, sucede que la información necesaria para programar el robot no es accesible y el robot ha de adquirir ese conocimiento mediante la exploración. Un caso similar se produce en entornos dinámicos en los que el robot ha de ser capaz de tener constantemente actualizado el conocimiento de los mismos.

Integración de robots

Tal como se ha mencionado en la introducción, el robot industrial es cada vez más un elemento dentro de un sistema automático de producción. En este sentido, adquiere una gran importancia la integración del robot con otros robots y con otras máquinas. En el campo de la cooperación entre robots pueden mencionarse como temas abiertos el reparto de tareas entre los distintos robots, el control combinado fuerza-posición en la manipulación conjunta por parte de varios robots y la evitación de colisiones entre ellos. La integración de robots en celdas robotizadas pone de manifiesto una serie de problemas hasta ahora resueltos solamente de forma parcial, como son el diseño de la arquitectura de la célula, la comunicación entre máquinas, la simulación del funcionamiento y la programación de la celda. Tele-operación La constatación de la dificultad de programar un robot para operaciones complejas y con capacidad de adaptación a situaciones cambiantes ha hecho resurgir la idea de la tele-operación. En un futuro próximo, la tele-operación asistida en la que el robot es capaz de desarrollar ciertas operaciones ordenadas por el operador sin necesidad de que éste tenga que realizarlas en detalle, y la utilización del retorno sensorial a través del cual el operador experimenta las sensaciones de la tarea, tendrán un desarrollo creciente.

10 Actualmente estas técnicas están siendo ya aplicadas con éxito en tareas complejas de mantenimiento y en campos de reciente introducción de la robótica, como la construcción.

Imagen 2.Brazos robóticos industriales presentados en la edición de 2014 de la feria Hannover Messe

Imagen 3. Ensambladora de partes para carro, en la plata de producción de Toyota

11 CAPITULO 3 DISCUSIONES Y OPINIONES

Primera mirada, podrá la robótica alterar el orden de la humanidad Las maquinas nos facilitan muchas actividades ya sea por tiempo o por dificultad , por ende esto conlleva a la hipótesis de que no es que el robot pueda reemplazar el humano, puesto que es el humano quien programa la máquina, por ende a mi parecer los robots lograran reemplazar al hombre en trabajos que requieren fuerza o mano de obra si el hombre así lo quiere , otra posible rama a este problema es que el hombre se desplazara a otras actividades que impliquen cultivar su cerebro en vez de su fuerza física o simplemente perderán el trabajo de obrero y se morirán de hambre. Pero si lo analizamos de una manera más detallada podemos notar que el robot no nos reemplaza, somos nosotros mismos quienes nos auto-afectamos, pues la tecnología sigue avanzando en gran escala y en la mayoría de nuestros hogares la tecnología ya es algo indispensable para el modo de vida del ser humano y no nos vamos a detener porque siempre van a salir nuevas innovaciones tecnológicas y se podría creer que tarde o temprano la tecnología hará la mayoría de cosas por nosotros. Ciertamente aparenta que si seguimos así terminaremos de manera tal, que pronto no habrá trabajo manual que no sea hecho por un robot. De esta manera respaldo por varias fuentes que en parte también somos culpables, "El número de puestos laborales que se han perdido debido al reemplazo con máquinas que son más eficientes es sólo parte del problema. En el pasado, las nuevas industrias contrataban a muchas más personas de las que despedían. Pero esto no se aplica a un sinnúmero de nuevas industrias del presente". Este sentimiento, expresado por la revista Time, data de las primeras semanas de la presidencia de John Kennedy. Sin embargo, se ajustaría perfectamente a muchos de los discursos políticos contemporáneos. Por supuesto, la respuesta es que la automatización ha estado acabando con puestos laborales específicos en determinadas industrias durante un largo tiempo, razón por la cual la mayoría de los occidentales que tejen ropa o cultivan y cosechan manualmente lo hacen por diversión. En el pasado ese proceso nos enriquecía más. También es cierto que la robótica está logrando impresionantes avances. Gill Pratt, un experto en robótica, recientemente describió una "explosión cámbrica" de la robótica en el Journal of Economic Perspectives. Aunque los robots han hecho poco para ocasionar el desempleo masivo en el pasado reciente, eso puede cambiar en el futuro. Lo que no vemos es que no solo nos están “reemplazando” las maquinas por su efectividad, pues debemos tener en cuenta que "Si una máquina puede hacer por cinco pesos el trabajo que una persona hace por 10pesos, el trabajador tiene dos opciones: trabajar por cinco pesos o buscar otro trabajo. Por eso, la máquina que sustituye trabajo aumenta la productividad [pero reduce el salario ", explica Eduardo Levy Yeyati, quien abordó este tema en su reciente libro Por venir, de Editorial Sudamericana, esto nos muestra que no solo la maquina es mucho más efectiva que nosotros ademas de esto lo hace por un notable cambio salarial, esto hace que alrededor del mundo se noten casos estruendosos de personas desempleada, a continuación algunos ejemplos de esta situación:

12 http://www.elmundo.es/economia/2015/09/07/55e9d2f4ca4741547e8b4599.html http://www.xataka.com/robotica-e-ia/foxconn-quiere-reemplazar-trabajadores-con-un-millon-derobots-en-los-proximos-tres-anos http://noticias.universia.es/empleo/noticia/2014/12/15/1116945/humanos-vs-robots-deparafuturo.html El último enlace citado nos da pie para dar nuestra segunda opinión: Segunda mirada, maquina vs humano Analizando este tema de una manera más profunda, de si el hombre sería remplazado por la máquina, se puede notar que al pasar del tiempo el hombre se enfrenta diversas complicaciones o adversidades, pero aun así logra superarlas y avanzar al pasar el tiempo, a nuestro parecer el hombre es un ser que se adapta a la situación buscando su beneficio , así que creo que podría sacar provecho de esta , puesto que la idea del hombre es que las máquinas lo reemplacen en aquellas funciones que son operativas, repetitivas y de fuerza, pero el hombre se deja para sí todas las tareas de servicios, es decir aún siguen siendo herramientas. Mientras no se invente una máquina con capacidad de aprendizaje y creatividad, éstas seguirán siendo herramientas. Esto demuestra que todo estaría bajo control siempre y cuando el hombre conozca sus límites, como lo dijo Justin Reich, uno de los miembros del Centro para Internet y la Sociedad de Harvard: “La Inteligencia Artificial reemplazará los trabajos rutinarios, incluso aquellos que requieran tareas complejas en áreas legales, de oficina y servicios… No estoy seguro que todos los trabajos desaparezcan al mismo tiempo, pero es posible que los empleos de bajo nivel sean más escasos y peor pagados. La clase media se moverá al fondo” Consideramos que en su totalidad, la máquina nunca lo va a poder reemplazar, ya que solamente se limitan a hacer uso de algoritmos que alguien diseñó para su funcionamiento, de esta manera uno se complementa del otro aun así en algunos campos por su precisión y velocidad de respuesta se pueden notar grandes cambios laborales, en los autos con los sistemas de frenado, estabilidad, tracción, reduciendo en lo posible los errores humanos; en la industria con los robots PLC’s y programas de automatización; en los aviones con los sistemas de vuelo. Las computadoras que son la base para todos estos dispositivos, siempre necesitarán la asistencia de los humanos para su óptimo funcionamiento. Un simple análisis de la estructura psicológica del ser humano nos muestra que una máquina nunca podrá superarnos en inteligencia, motivación, altruismo, sentimientos, creatividad, conciencia, es decir, en las cualidades más elevadas del ser humano. En fuerza sí, en velocidad de cálculo sí, en precisión sí, en inteligencia nunca. Un robot nunca tendrá sentimientos, ni motivaciones, ni intenciones. Decir esto manifiesta un gran desconocimiento de la naturaleza humana. Dotar de dientes artificiales a un robot y que los muestre, no es lo mismo que sonreír, mucho menos sentir alegría.

13 CONCLUSIONES

Para concluir creemos que el hombre puede avanzar y evolucionar con la tecnología como aliada, si será necesario hacer varios cambios conceptuales o estratégicos para generar más empleos a aquellas personas que lo perdieron en campos laborales manuales, dejando así en claro que la maquina es mucho más eficaz pero de no ser por el hombre simplemente no funcionaria. En toda la historia del hombre hemos visto como éste se ha tenido que enfrentar a diversas complicaciones y adversidades, pero aun así logra superarlas y avanzar a través del tiempo, el hombre es un ser que se adapta a las situaciones buscando siempre el beneficio que le pueda sacar a éstas, como lo haría con las máquinas, la idea del hombre es que las éstas lo reemplacen en aquellas funciones que son operativas, repetitivas y de fuerza, pero el hombre se deja para sí todas las tareas de servicios , es decir, aún siguen siendo herramientas. Mientras no se invente una máquina con capacidad de aprendizaje y creatividad, éstas seguirán siendo herramientas. Por último, si analizamos nuestra situación como futuros ingenieros de sistemas y ciencias de la computación y el gran impacto que le ha generado a la sociedad el avance tecnológico y más puntualmente con la aparición de la robótica en muchos aspectos antes mencionados en la sociedad, queremos desde ahora sentar un pensamiento crítico al respecto y mitigar ese impacto para la sociedad futura que es donde vamos a estar presentes como profesionales, así pues tendremos claro que primero somos personas y que a la hora de escoger una especialización sabremos que ante todo pensaremos en llevar la tecnología de la mano pero sin dejar a un lado los sentimientos, las cualidades que es lo que nos diferencia de una máquina.

14 BIBLIOGRAFIA

Es.wikipedia.org, (2016). Definición Robótica. [online] Available at: https://es.wikipedia.org/wiki/Visi%C3%B3n_robotica Bernardo, A. and Bernardo, A. (2013). El primer ojo biónico del mundo, Argus II, comienza a usarse en Estados Unidos. [online] Think Big. Available at: http://blogthinkbig.com/el-primerojo-bionico-del-mundo/ [Accessed 5 Dec. 2015]. Secondsight.com, (2015). Second Sight Home Page. [online] https://elteologillo.com/2015/05/22/reemplazara-la-maquina-al-hombre/

Available

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