Este documento describe la evolución de la robótica y la inteligencia artificial, desde las primeras generaciones mecánicas hasta los robots inteligentes de hoy. Explica cómo la inteligencia artificial se ha aplicado cada vez más a la robótica a través de enfoques como la robótica situada, basada en el comportamiento y cognitiva. Finalmente, presenta ejemplos recientes de robots avanzados y cómo la robótica continuará revolucionando la tecnología en el futuro.

1. 1
EVOLUCIÓN Y FUTURO DE LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL
APLICADA A LA ROBÓTICA
Manuel Godoy Ramón
Universidad Politécnica Salesiana
mgodoyr@est.ups.edu.ec 1
RESUMEN: Este ensayo se centra en la Aquí es donde aparece el término de
evolución de la robótica a base de La Inteligencia Artificial (IA), el cual está adquiriendo
inteligencia artificial que ha sido aplicada en a mayor protagonismo con el tiempo en la
los ámbitos de la ingeniería se contempla como robótica. Se trata de una ciencia perteneciente a
una alternativa para resolver problemas de la rama de la Cibernética, que estudia el
solución difícil o limitada, así como en algunas mecanismo de la inteligencia humana con el fin
de sus últimas aplicaciones que a han sido de crear máquinas inteligentes, capaces de
asombrosas y espectaculares, que van realizar cálculos y de "pensar", elaborar juicios y
revolucionando al mundo de la tecnología tomar decisiones.
aplicada. Entonces finalmente se pretende Mientras que la robótica, en principio,
mostrar algunos de estos últimos ejemplos que evoluciona la mecánica de los robots, la
se han podido desarrollar. inteligencia artificial fundamentada en la teoría
de la evolución se basa en los mecanismos de
PALABRAS CLAVE: Inteligencia artificial, selección que utiliza la naturaleza, donde los
robótica, aprendizaje, reconocimiento, conducta, individuos más fuertes de una población son
procesamiento del lenguaje. los que sobreviven.
1. INTRODUCCION 2. EVOLUCION DE LA ROBOTICA
El hombre se ha caracterizado siempre por su La forma más intuitiva de entender la evolución
búsqueda constante de nuevas vías para de la robótica es analizando punto a punto las
mejorar sus condiciones de vida. Estos distintas generaciones de robots a lo largo de
esfuerzos le han servido para reducir el trabajo la historia y a su vez mencionando algunos de
en aquellas operaciones en las que la fuerza sus ejemplos, viendo claramente su desarrollo.
juega un papel primordial. Los progresos
obtenidos han permitido dirigir estos esfuerzos
2.1. Primera Generación
a otros campos, como por ejemplo, a la
construcción de máquinas que ayuden a
resolver rápida determinadas operaciones que También denominada “Manipuladores”, son
resultan tediosas cuando se realizan a mano. sistemas mecánicos multifuncionales con un
sencillo sistema de control, bien manual, de
La robótica siempre ha estado unida a la secuencia fija o variable. El sistema de control
construcción de “artefactos” con la idea de utilizado se basa en las “paradas fijas”
asemejarse al ser humano y de ahorrarle trabajo. mecánicamente. Podemos considerar como
ejemplo de esta primera etapa los mecanismos
La palabra “robot” proviene del escritor de relojería que permiten mover las cajas
checoKarel Capek, el cual acuñó en 1921 dicho musicales o a los juguetes de cuerda. Este tipo
término en una de sus obras a partir de la de control es semejante al ciclo de control que
palabra checa “robota”, que significaba tienen algunos lavadores de ciclo fijo., pero
servidumbre o trabajo forzado. Posteriormente, están limitados a un número pequeño de
sería Isaac Asimov quien utilizaría el término movimientos.
“robótica” la ciencia que estudia los robots.
2.2. Segunda generación
Actualmente, la robótica se define como la
ciencia y tecnología de los robots. Se ocupa del Segunda generación o “robots de aprendizaje”,
diseño, manufactura y aplicaciones de éstos y repiten una secuencia de movimientos que ha
combina diversas disciplinas como la mecánica, sido ejecutada previamente por un operador
humano. El modo de hacerlo es a través de un
Electrónica, información, inteligencia artificial e dispositivo mecánico. El operador realiza los
ingeniería de control. movimientos requeridos mientras el robot le

2. 2
sigue y los memoriza. sistema de manera que la tarea de los
sensores se extiende a la supervisión del
Utiliza una estructura de control de ciclo ambiente global, registrando los efectos de sus
abierto, pero en lugar de utilizar interruptores y acciones en un modelo del mundo y auxiliar en
botones mecánicos utiliza una secuencia la determinación de tareas y metas.
numérica de control de movimientos
almacenados en un disco o cinta magnética. El 3. FUTURO DE LA
programa de control entra mediante la elección ROBÓTICA
de secuencias de movimiento en una caja de 2
botones o a través de palancas de control. La robótica ha ido desarrollándose y
evolucionando en gran medida a lo largo de los
El mayor número de aplicaciones en los que se últimos años, de tal manera que actualmente
utilizan los robots de esta generación son de la existen varios campos que componen la
industria automotriz, en soldadura, pintado con robótica avanzada y que afrontan el futuro de
“spray”. Fig. (1). ésta.
¿Cuál es el objetivo? Crear robots inteligentes
y autónomos, la nueva generación, capaces de
estar situados en su entorno, adoptar
comportamientos, razonar, evolucionar y
actuar como seres vivos.
Como ya hemos dicho, al menos seis campos de
investigación estructuran hoy la robótica
avanzada: la que relaciona al robot con su
entorno, la conductual, la cognitiva, la
epigenética o de desarrollo, la evolutiva y la
Figura 1. Robot de industrial para pintado biorrobótica
2.3. Tercera generación 3.1. Robótica situada
Robots con control sonorizado. El controlador es Este enfoque se ocupa de los robots que están
una computadora que ejecuta las órdenes de un insertos en entornos complejos y, a menudo,
programa y las envía al manipulador para que dinámicamente cambiantes. Se basa sobre dos
realice los movimientos necesarios. De esta ideas centrales: los robots
manera utiliza las computadoras para su
estrategia de control y tiene algún conocimiento Los robots “están corporizados” (embodiment),
del ambiente local a través del uso de es decir, tienen un cuerpo físico apto para
sensores, los cuales miden el ambiente y experimentar su entorno de manera directa, en
modifican su estrategia de control. donde sus acciones tienen Una
realimentación inmediata sobre sus propias
Al analizar factores externos y comportarse en percepciones. Los robots “está situados”
función de ellos, nos encontramos ante la (situatedness), o sea, están inmersos dentro de
generación que posteriormente se llamará de un entorno; interaccionan con el mundo, el cual
robots inteligentes. Aparecen los lenguajes de influye –de forma directa– sobre su
programación para escribir los programas de comportamiento.
control. La estrategia de control utilizada se
denomina de “ciclo cerrado”. Obviamente, la complejidad del entorno tiene
una relación estrecha con la complejidad del
2.4. Cuarta generación
sistema de control. En efecto, si el robot tiene
La denominada generación de “Robots que reaccionar rápida e inteligentemente en un
inteligentes”, similar a la anterior, pero que ambiente dinámico y desafiante, el problema
además poseen sensores que envían del control se torna muy difícil.
información a la computadora de control sobre
3.2. Robótica Basada en la Conducta o
el estado del proceso. Esto permite una toma
el Comportamiento
inteligente de decisiones y el control del
proceso en tiempo real. Utilizan conocimiento Este acercamiento emplea el principio
difuso y procesamiento dirigido por conductista: los robots generan un
expectativas que mejoran el desempeño del comportamiento sólo cuando se los estimula;

3. 3
es decir, reaccionan ante los cambios de su Si se consigue que los robots desarrollen por sí
entorno local (como cuando alguien toca mismos sus capacidades cognitivas, se
accidentalmente un objeto caliente). Aquí, el evitaría el programarlos “a mano” para cada
diseñador divide las tareas en numerosas y tarea o contingencia concebible. Asimismo, si
diferentes comportamientos básicos, cada una se logra que los robots utilicen
de los cuales se ejecuta en una capa separada representaciones y mecanismos de
del sistema de control del robot. razonamiento similares a la de los humanos, se
podría mejorar la interacción hombre‐máquina,
Típicamente, estos módulos (conductas) así como las tareas de colaboración. Sin 3
pueden ser la de evitar obstáculos, caminar, embargo, se necesita un elevado poder de
levantarse, etc. Las funciones inteligentes procesamiento (en especial si el robot cuenta
del sistema, tales como percepción, con numerosos sensores y actuadores) y
planificación, modelado, aprendizaje, etc. mucha memoria (para representar el
emergen de la interacción entre los distintos espacio de estados).
módulos y el entorno físico en donde está
inmerso el robot. El sistema de control – 3.4. Robótica de Desarrollo o Epigenética
totalmente distribuido– se construye de manera
incremental, capa por capa, a través de un Este enfoque se caracteriza porque trata de
proceso de ensayo y error, y cada capa es implementar sistemas de control de propósito
responsable únicamente de una conducta general, a través de un prolongado proceso de
básica. desarrollo u auto‐organización autónoma.
Los sistemas basados en la conducta Como resultado de la interacción con su
son capaces de reaccionar en tiempo real, ya entorno, el robot es capaz de desarrollar
que calculan las acciones directamente a partir diferentes –y cada vez más complejas–
de las percepciones (a través de un conjunto de capacidades perceptuales, cognitivas y de
reglas de correspondencia situación‐acción). Es comportamiento.
importante observar que el número de capas
aumenta con la complejidad del problema Se trata de un área de investigación que
integra la neurociencia del desarrollo, la
Otro inconveniente es que, debido a la psicología del desarrollo y la robótica situada.
presencia de varias conductas y a su dinámica Inicialmente el sistema puede estar dotado de
individual de interacción con el mundo, muchas un pequeño conjunto de conductas o
veces es difícil decir que una serie de acciones conocimientos innatos, pero –gracias a
en particular ha sido producto de una conducta la experiencia adquirida– es capaz de crear
particular. representaciones y acciones más complejas.
En síntesis, se trata de que la máquina
Aunque tal vez alcancen la inteligencia del desarrolle autónomamente las habilidades
insecto, probablemente los sistemas construidos adecuadas para un determinado entorno
a partir de este enfoque tengan habilidades particular transitando por las diferentes
limitadas, ya que no tienen representaciones fases de su “desarrollo mental autónomo”.
internas. En efecto, este tipo de robots presentan
una gran dificultad para ejecutar tareas La diferencia entre la robótica de desarrollo y la
complejas y, en las más sencillas, no se robótica epigenética –a veces agrupadas bajo
garantiza la mejor solución, la óptima. la denominación de “robótica ontogenética”
(ontogenetic robotics)– es algo sutil, ya que se
3.3. Robótica Cognitiva
refiere al tipo de entorno.
Esta aproximación utiliza técnicas provenientes
del campo de las Ciencias Cognitivas. Se ocupa El término epigenético (más allá de lo genético)
de implementar robots que perciben, razonan y fue introducido –en la psicología– por el
actúan en entornos dinámicos, desconocidos e psicólogo suizo Jean Piaget para designar su
imprevisibles. nuevo campo de estudio que enfatiza la
interacción sensomotriz de la persona con el
entorno físico.
Para eso, deben poseen un modelo simbólico e
interno de su entorno local, y la suficiente
3.5. Robótica Evolutiva
capacidad de razonamiento lógico para tomar
decisiones y para ejecutar las tareas necesarias Este acercamiento aplica los conocimientos
a fin de alcanzar sus objetivos. obtenidos de las Ciencias Naturales (biología y

4. 4
etología) y de la Vida Artificial (redes serpientes y cucarachas robóticas, con el fin
neuronales, técnicas evolutivas y sistemas de emular –en mayor o mayor medida– la
dinámicos) sobre robots reales, a fin de que conducta robusta
desarrollen sus propias habilidades en
interacción íntima con el entorno y sin la Replicar la biología no es fácil y podría pasar
intervención humana. bastante tiempo antes de que se puedan
fabricar robots biomiméticos que resulten
Mediante un diseño fijo, es difícil lograr que un verdaderamente útiles. Otro problema –quizás
robot se adapte (se auto‐organice) a un el principal– es que, aunque se conoce 4
entorno dinámico que evoluciona –a menudo– muy bien los diferentes procesos de muchos
mediante cambios caóticos, ya que la máquina de estos seres vivos,
puede adquirir automáticamente nuevos
comportamientos dependiendo de las 4. EJEMPLOS ACTUALES
situaciones dinámicas que se presentan en el
entorno en donde está situada. A lo largo de los últimos años se han
desarrollado proyectos increíbles, haciendo
A través de la utilización de técnicas evolutivas palpables la evolución de los campos
(algoritmos genéticos, programación genética y mencionados en el anterior apartado.
estrategia evolutiva), Veamos algunas muestras, como los nuevos
robots andantes “PetMan” y “BigDog”, un
De igual manera, se puede decidir evolucionar helicóptero y un coche de rallyes autónomos o
físicamente el hardware (los circuitos una profesora robot.
electrónicos) o el software (los programas o las
reglas de control) lo que se hace es 4.1. “PetMan” y “BigDog”
evolucionar primero el controlador en una
simulación por El controlador del robot consiste La firma Boston Dynamics ha presentado a
típicamente en redes neuronales artificiales. Petman, un robot prototipo que aunque no
dibuja, ni cocina, ni blogea es capaz de de
En la actualidad, el principal inconveniente del realizar una serie de funciones como caminar,
control evolutivo es su lenta velocidad de trotar y gatear, alcanzando una velocidad de
convergencia y la considerable cantidad de unos 5 kilómetros por hora.
tiempo que tiene que pasar para llevar a
cabo el proceso evolutivo sobre un robot real.. Por otra parte, Petman es capaz de mantener el
equilibrio cuando es empujado. y de manejar
3.6. Robótica Inspirada en la Biología una serie de variables par control la
temperatura, humedad y la transpiración.
Esta aproximación se ocupa de diseñar robots
que funcionan como los sistemas biológicos, de En cuanto a BigDog, también firma de Boston
allí que se basan sobre las Ciencias Naturales Dynamics, se trata de un robot de cuatro patas
(biología, zoología y etología) y la robótica. capaces de caminar por cualquier superficie,
Dado que los sistemas biológicos realizan incluyendo pendientes de hasta 35 grados,
muchas tareas de procesamiento complejas suelos helados, caminos de piedras/cabras, todo
con máxima eficiencia, constituyen una buena es poco para él. Es capaz de cargar con 150
referencia para implementar sistemas kilos de peso.
artificiales que ejecuten tareas que los seres
vivos realizan de forma natural (interpretación
de la información sensorial, aprendizaje de
movimientos, coordinación motora, etc.).
Aunque es posible obtener diferentes
grados de “inspiración biológica” (desde una
vaga semejanza hasta una aceptable réplica),
el objetivo último es realizar máquinas y
sistemas cada vez más similares al original.
La ventaja de construir bio‐robots es que, como
es posible estudiar todos sus procesos
internos, se los puede contrastar con los
diferentes órganos del animal del cual se
inspira. En la actualidad, los científicos Figura 1. Robot BigDog
desarrollan langostas, moscas, perros, peces,

5. 5
‐ Relacionar asuntos vistos en clase como los
sistemas expertos, sistemas de respuesta,
Diríase viéndole superar algunos de los retos razonamiento, aprendizaje… aplicados a los
que muchos movimientos son genuinamente últimos inventos de la robótica.
animales, acaso “instintivos”, pero nada más
lejos de la realidad: un ordenador bien Después de haber visto toda esta información
programado y sensores diversos, incluyendo sobre nuestro futuro, se sacan dos conclusiones,
visión estéreo controlan todos sus la primera es que toda máquina necesitará
movimientos. siempre detrás a un ser humano a pesar de la 5
gran autonomía y evolución de éstas, la
4.3. Coche autónomo segunda se trata del deseo de que todos estos
avances sean aplicados en una única
Hace tiempo que las personas sueñan con un dirección, nuestro bienestar.
coche que se conduzca solo, que no choque y
que no cometa los errores que cometen los 6. REFERENCIAS
conductores humanos.
1. Boden, M. (1995): AI’s Half‐Century.
Pues modelos que se conducen solos ya American Association for Artificial Intelligence,
existen, gracias a la Agencia de Proyectos de AI Magazine, Winter, vol. 16, N° 4, p. 96/9.
Investigación Avanzada de la Defensa de
Estados Unidos (DARPA). 2. Bogner, M.; Maletic, J. y Franklin, S.
(2000): ConAg: A Reusable Framework for
La última novedad es un Audi TT‐S bautizado Developing “Conscious” Software Agents.
“Shelley”, que según la casa de estudios, el
próximo año subirá la montaña Pike Peaks en 3. Brooks, R. (1998): Prospects for Human
las Montañas Rocosas (Colorado, EE.UU.) por Level Intelligence for Humanoid Robots. MIT,
sí mismo. El camino de rally en el Pikes Peak julio, Laboratorio de Inteligencia Artificial.
tiene 156 curvas y una longitud de 20
4. Dario, P. (2005): Robot, ovvero tra
kilómetros. Pero sus creadores tienen confianza
illusioni e realtà. Revista Media Duemila,
en Shelley.
Número Especial Robótica, Julio/Agosto, p.
Este proyecto lo plantearon, entre otras cosas, 22/5.
como un sistema experto. Poseen una
5. Dawson, M. (2002): From Embodied
aplicación que captura información, para luego
Cognitive Science to Synthetic
utilizarla tal y como haría un humano experto.
Psychology. First IEEE
Para ello se automatiza el procedimiento de
International Conference on Cognitive
toma de decisiones, es decir, se analiza tanto lo
Informatics (ICCI’02). Alberta, Canada,
que el experto sabría como la manera en que
19/20 de agosto.
resolvería el problema.
5. CONCLUSIONES 6. Fernández León, J. (2004): Robótica
Evolutiva y la próxima generación de robots
autónomos. WCAFR
Después de haber visto con más detalle la
evolución que ha vivido la robótica gracias a la 2004 (Workshop del II Campeonato
evolución de la ciencia en general y
Posteriormente en concreto de la inteligencia
artificial, parece que nos quedamos con varias
sensaciones, entre ellas la de asombro por los
últimos y asombrosos inventos, y por otra
parte, con las ganas de saber qué va a ser lo
próximo, qué nos deparará el futuro con tan
increíbles máquinas y robots.
Este trabajo ha servido principalmente para dos
cosas:
‐ Aprender conceptos de la robótica, desde sus
orígenes, evolución, aplicaciones…