Robots inteligentes

 

Lynxmotion Visual Sequencer es un programa de control de servos especialmente desarrollado para ser utilizado con el circuito SCC32 capaz de controlar hasta 32 servos. El programa es compatible con Windows 95, 98, 2000, XP y Vista y se conecta al circuito desde cualquier puerto serie. También se puede conectar por USB con la ayuda de un cable conversor opcional. El programa permite controlar todos los servos de un robot muy fácilmente ya que permite añadir los controles de los servos en la posición deseada de la pantalla de forma que coincidan visualmente con la posición real de los servos en el robot. El programa es capaz de generar toda clase de movimientos complejos ya que se pueden establecer las velocidades y retardo de cada servo. Cuenta con un gran numero de funciones adicionales que hacen muy sencillo el control de cualquier tipo robot.

KIT BRAZO ROBOT 5 EJES COMPLETO AL5B S300123

El brazo robot AL5B forma parte de la nueva serie de brazos robóticos metálicos que sustituyen a los antiguos de plástico. Estos brazos tienen todos características muy similares en cuanto a funcionalidad y aspecto, estando la principal diferencia en el tamaño y la capacidad de carga. El brazo esta formado por piezas de aluminio que se acoplan directamente a los servos formando una estructura muy sólida que ejecuta los movimientos con gracia y soltura y una repetitividad muy buena. El brazo tiene 5 ejes, pero se puede ampliar a un sexto eje con el kit de expansión S300137 que añade la rotación de la muñeca. Características Altura máx.: 400 Mm. Carga máx. con brazo extendido: 140 gr. Alimentación 6 V. Este kit incluye todos los componentes necesarios para montar y poner en marcha el robot con una conexión serie a un PC. Incluye la parte mecánica, los 5 servos, la electrónica SCC32 ya montada, el alimentador de 6V, el programa de control RIOS y todos los cables y conectores necesarios para su montaje y puesta en marcha.

La electrónica

SCC32 es un circuito de control de servos de hasta 32 canales que destaca por su alta resolución, su precisión de movimientos y la suavidad con la que los realiza gracias a que incorpora funciones de control de movimiento basadas en tiempo, velocidad o una combinación de ambas. El circuito tiene un rango de trabajo de 180 grados con una salida que va desde 0,50ms hasta 2,50 ms. La resolución es de 1 uS que garantiza la precisión de los movimientos en todos los servos. Tiene un modo de funcionamiento en grupo que permite que todos los servos del grupo empiecen y terminen el movimiento a la vez con independencia de que unos tengan recorridos mas largos que otros.

También hay un modo de funcionamiento compatible con el circuito MiniSSC II. (consultar el manual de instrucciones). Las salidas de servos, también pueden emplearse como puertos de salida digitales a nivel TTl. Además cuenta con 4 entradas digitales que pueden tener enclavamiento para detectar impulsos de corta duración o incluso pueden emplearse como entradas analógicas. La conexión con el procesador de control se realiza mediante conector DB9 a nivel de RS232 o mediante conector de postes a nivel TTL. La velocidad puede conmutarse entre 2400, 9600, 38400 y 115200 baudios. La alimentación puede ser única para la electrónica y los servos o bien independiente para los servos y para la electrónica. Alimentación 5,5 - 9 V. Recomendada 6V si se va a utilizar la alimentación única.

La mecánica

Se incluyen todas las piezas mecanizadas, así como las fijaciones, tornillos, etc. necesarios para construir el robot. También se incluyen 5 servos Hitec de alta calidad y diferente tamaño para cada una de las articulaciones. Todas las piezas del brazo están hechas de aluminio cortadas por láser que le proporcionan solidez y ligereza. La base giratoria y la plataforma del circuito son de policarbonato. El diseño especialmente estudiado del robot, permite que este sea construido fácilmente sin necesidad de conocimientos especiales. Incluso los niños (con supervisión de adultos) pueden montar el brazo robot, ayudándolos a comprender su funcionamiento.

El software

Junto con el kit se incluye una copia completa del programa RIOS S370120. El programa incluye funcione avanzadas para la realización de toda clase de movimientos con el brazo robot incluyendo compensación de gravedad y peso. Permite utilizar un JoyStick del tipo Playstation para controlar el brazo robot. También se puede utilizar un sensor del tipo GP2D12 para capturar imágenes en 3D de forma experimental. El programa permite controlar cualquier brazo robot de hasta 8 canales, ya que se incluyen ajustes y control de los canales 7 y 8 además de los seis utilizados normalmente por el brazo robot.

Como la placa de control SCC-32 se puede poner en modo de compatibilidad de Mini SCC-II esto quiere decir que todos los programas y utilidades escritos para esta controladora, se pueden hacer funcionar sin problemas en el SCC-32. También puede utilizar el software gratuito de la placa de control de servos Visual SC para Windows que permite controlar los movimientos de una forma muy sencilla y gráfica y almacenarlos en un fichero de texto que se puede guardar y recuperar en el disco, o bien exportarlo para utilizarlo en nuestros propios programas. Otros programas y rutinas de utilidad se pueden encontrar mas adelante en la sección Ejemplos y Proyectos.

Los robots inteligentes tendrán tres niveles de conciencia
La Ciencia Cognitiva Corporizada y la Nueva Inteligencia Artificial permiten concebir sistemas avanzados con capacidad de autogobernarse

 

Los conocimientos interdisciplinares de la Ciencia Cognitiva Corporizada y la Nueva Inteligencia Artificial permiten concebir sistemas avanzados con capacidad de autogobernarse. El máximo nivel de estos sistemas lo representa la así llamada Arquitectura de Tres Capas, que incluye tres procesos diferentes afines a la teoría de Freud sobre la integración del Ello, el Super-yo y el Yo. Los niveles reactivo, deliberativo y reflexivo serán las características futuras de los robots inteligentes. Por Sergio Moriello.

Los agentes pueden definirse de varias maneras y no existe a la fecha ninguna definición universalmente aceptada. En su forma más simple, un agente es un sistema complejo adaptativo que puede sensar y actuar sobre su entorno (que puede ser real o simulado) [Moriello, 2005, p. 137].

Para Stuart Russell y Peter Norvig, un “agente” es todo aquello que puede verse como percibiendo su entorno a través de sus sensores y actuando sobre dicho entorno por medio de sus efectores [Russell y Norvig, 1996, p. 33]. Es decir, su característica principal es que “está situado” (situatedness): está inmerso dentro de un entorno local, con el cual interacciona y el cual influye –de forma directa– sobre su comportamiento [Florian, 2003] [Muñoz Moreno, 2000] [Innocenti Badano, 2000].

Un “agente autónomo” es aquel que interactúa –por sí mismo– con su entorno circundante. Para eso, debe ser capaz de percibir, razonar y actuar. En otras palabras, debe poseer adecuados sensores que le permitan recolectar la información proveniente tanto de su intorno como de su entorno (percibir); tiene que ser capaz de convertir esa información en conocimiento y poder utilizarlo para alcanzar sus objetivos (razonar); y debe disponer de apropiados efectores que le permitan modificar dicho medio ambiente (actuar) [Moriello, 2005, p. 221/2].

Agentes Inteligentes

Un “agente inteligente autónomo” es aquel que puede descubrir y registrar si una acción hecha en una situación dada fue favorable [Fritz, García Martínez y Marsiglio, 1990, p. 3] [García Martínez, 1997, p. 3]. De esta manera, puede acumular experiencias y ajustar su comportamiento a medida que va aprendiendo.

Los animales perciben su entorno (y su intorno) a través de sus sistemas sensoriales; procesan dicha información (asimilándola, clasificándola e interpretándola) a través de los circuitos neuronales de su corteza cerebral; y actúan –hacia afuera– gracias a su aparato óseomuscular y –hacia adentro– gracias a sus mecanismos homeostáticos. Pero el proceso global no es unidireccional y lineal, sino circular y cíclico: la percepción reinterpreta la realidad a través de la acción, del movimiento del cuerpo [Moriello, 2005, p. 233].

Por último, conviene mencionar que, aunque no necesariamente, un agente inteligente autónomo “está corporizado” (embodiment): tiene un cuerpo físico apto para experimentar su entorno de manera directa. Sus acciones tienen una realimentación inmediata sobre sus propias percepciones [Florian, 2003] [Muñoz Moreno, 2000] [Innocenti Badano, 2000].

Regulaciones y Controles

Se puede definir el concepto de “gobernanza” (traducción del vocablo inglés “governance”) como la manera en que un sistema complejo se auto-gobierna (se auto-guía y se auto-dirige) hacia un objetivo definido con anterioridad.

El objetivo fundamental intrínseco (o sea, el “atractor” principal) de todo sistema es su propia supervivencia; no obstante, también existen varios sub-objetivos. Así, según el psicólogo norteamericano Abraham Maslow, en el ser humano hay una jerarquía de objetivos que se intentan satisfacer: fisiológicos, de seguridad, de pertenencia, de estima y de realización personal.

Un agente autónomo presenta diferentes mecanismos de regulación que le permiten mantener su equilibrio dinámico. Dichos mecanismos están compuestos, a su vez, por diferentes circuitos de realimentación (tanto negativos como positivos).

Cuanto más complejo sea el agente, dispondrá de una mayor cantidad de mecanismos de regulación y de diferentes niveles de regulación. El conjunto de los diferentes mecanismos de regulación constituye una jerarquía y cada nivel oficia de “árbitro” sobre los mecanismos de regulación de los niveles inferiores.

Agentes Autónomos Inteligentes

Los “agentes autónomos naturales” (o sea, los animales) cuentan con la suficiente cantidad de mecanismos automáticos de regulación interna que le garantizan su supervivencia, al menos durante un período de tiempo relativamente prolongado [François, 2005].

Los “agentes inteligentes autónomos naturales” (o sea, los seres humanos, como individuos o como grupos organizados) adquirieron –con el neo-cortex de su cerebro– la capacidad de intervenir sobre algunos automatismos de las regulaciones a fin de modificarlos. Es lo que comúnmente se conoce con el nombre de “controles” [François, 2005].

Los “agentes inteligentes autónomos artificiales” (o sea, los robots inteligentes) son, en esencia, sistemas complejos que presentan una precisa estructura mecánica poliarticulada gobernada por un sofisticado sistema de control electrónico.

La clave del robot es el gobierno de cada uno de sus componentes, de manera tal de medir, controlar y modificar –con continuidad y rapidez– todas las variables que intervienen (movimiento de las extremidades, velocidad de los motores, posición del cuerpo, presión de los fluidos, aceleración de la masa) en función de los propios objetivos y del entorno en donde está inmerso [Moriello, 2005, p. 172/3].

Robots Inteligentes

Independientemente de su tipo, y a grandes rasgos, los robots están formados por diferentes subsistemas [Moriello, 2005, p. 172/3]:

· La “estructura o chasis” es la encargada de darle forma al robot y sostener sus componentes. Puede estar constituida por numerosos materiales (plásticos, metales, etc.) y tener las más variadas formas, pero habitualmente consta de partes rígidas unidas por junturas. Puede ser del tipo: “endoesqueleto” (donde la estructura es interna y los demás componentes externos) y “exoesqueleto” (donde la estructura es externa y cubre los demás elementos).

· Los “sensores” son los sistemas que le permiten al robot percibir ciertos fenómenos o eventos de su entorno local. Es el equivalente robótico de los sistemas sensoriales humanos. Pueden ser: “internos” o “propioceptivos” (proporciona información sobre el estado interno del propio robot) y “externos” o “exteroceptivos” (proporciona información sobre el entorno que rodea al robot).

· Los “efectores” son los sistemas que le permiten al robot interactuar con su entorno local. Es el equivalente robótico del sistema motor humano. Pueden ser: de “locomoción” (es la capacidad de trasladarse de un lugar a otro) y de “manipulación” (es la capacidad para manejar objetos).

· Los “controladores” o “circuitos de control” permiten el adecuado gobierno del sistema completo, acoplando continuamente las habilidades de percepción y de acción: reciben los datos de los sensores y envían comandos a los efectores. Es el equivalente robótico del cerebro humano.

· La “fuente de energía” es el sistema encargado de alimentar a todas las partes del robot. Pueden ser: “baterías” o “pilas” (si el robot se tiene que desplazar de forma autónoma), “convertidor” (si el robot es fijo o si se desplaza a escasas distancias) y “celdas solares” (si el robot es de muy bajo consumo o si se mueve por el espacio interplanetario).

La Arquitectura “de tres capas”

Como es obvio, la complejidad del entorno tiene una relación estrecha con la complejidad del sistema de control que gobierna el comportamiento de la máquina. En efecto, si el robot tiene que reaccionar rápida e inteligentemente en un ambiente dinámico y desafiante, el problema del control se torna muy difícil. Si el robot, en cambio, no necesita responder de manera rápida, se reduce la complejidad requerida para elaborar el control [Mataric, 2002].

En la “arquitectura de tres capas” se pueden considerar tres clases diferentes de procesos [Davis, 1998] [Sloman, 1996], a semejanza de la hipótesis neurológica de MacLean del cerebro trino o de la hipótesis psicológica de Freud de la interacción entre el “Ello” (o colección de impulsos instintivos), el “Super-yo” (que incluye los objetivos y las prohibiciones sociales de alto nivel) y el “Yo” (que resuelve o suprime los conflictos entre ellos) [Minsky, 2000].

Es probable que dichos procesos operen en paralelo y a través de muchos tipos de interacción. Son básicamente tres (Moriello, 2005, p. 194/5):

· “Reactivo”: Es el nivel más bajo y equivale a las partes más viejas y primitivas del cerebro humano (el paleoencéfalo o cerebro reptiliano). La información se adquiere por medio de los sensores externos e internos y se traduce en órdenes para los efectores. Se trata de procesos muy rápidos, o inmediatos, que permiten una respuesta directa a los eventos sensoriales.

· “Deliberativo”: Es el nivel intermedio y equivale a las partes un poco más modernas del cerebro humano (el mesencéfalo o cerebro mamífero). Se podría decir que es el verdadero corazón del sistema, ya que provee las capacidades de razonamiento, planificación y resolución de problemas. Son aquellos procesos que desempeñan un papel importante en lo que se conoce como “pensamiento”, más otros procesos relacionados con la gestión de las acciones de bajo nivel.

· “Reflexivo”: Es el nivel más alto y equivale a las partes más recientes del cerebro humano (el neocórtex o cerebro neomamífero). Permite la supervisión, evaluación, y algún control de procesos internos, así como la provisión de capacidades típicamente humanas (como la introspección, el aprendizaje y las decisiones explícitas para redirigir la atención). Se trata básicamente de los mecanismos de aprendizaje que, de una forma u otra, impregnan la arquitectura completa.
Sergio Alejandro Moriello es Ingeniero en Electrónica (1989), Postgrado en Periodismo Científico (1996), Postgrado en Administración Empresarial (1997), Especialista en Ingeniería en Sistemas de Información (2005), Cursando Maestría en Sistemas de Información por la UTN-FRBA (terminada la Tesis). Es autor de los libros Inteligencias Sintéticas e Inteligencia Natural y Sintética.