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CibernétiCa Con impresoras 3D
Cómo realizar prótesis
ControlaDas eleCtróniCamente
La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los
sistemas de control y de comunicación en las per-
sonas y en las máquinas, estudiando y
aprovechando todos sus aspectos y mecanismos
comunes. El nacimiento de la cibernética se
estableció en el año 1942. La unión de diferentes
ciencias como la mecánica, electrónica, medicina,
física, química y computación, han dado el
surgimiento de una nueva doctrina llamada
Biónica, La cual busca imitar y curar enfermedades
y deficiencias físicas. A todo esto se une la
robótica, la cual se encarga de crear mecanismos
de control los cuales funcionen
en forma automática.
Los avances conducen al
surgimiento de los Cyborg,
organismos Bio-mecánicos que
buscan imitar la naturaleza
humana. Han pasado varios
años desde que ingenieros, ini-
ciaron la carrera hacia la automatización, hasta hoy
todos esos avances han producido grandes resul-
tados y avances.
Hoy, con las modernas impresoras 3D se han
conseguido resultados extraordi-
narios para la adecuación de
partes cibernéticas que ayudan
al desarrollo del hombre y que
presentamos en este artículo.
descargue la nota completa
desde nuestra web con los
datos brindados más arriba.
EEdicióndición ddigitaligital dEdE SSabErabEr EElEctrónicalEctrónica
Contenido de la ediCión digital de
Saber eleCtróniCa
ElEctrónica y MEdicina: “PEsE a la crisis continuaMos nuEstro suEño”
ud. está a punto de leer un ejemplar ya circulado de saber Electrónica pero le brindamos la des-
carga gratuita de la edición digital, 3 Paquetes Educativos y mucha información adicional.
Tal como estamos diciendo desde hace varias ediciones, nuestra editorial se sustenta con la venta de las revistas (ya
que casi no tenemos ingresos por publicidad), por lo que si no cobramos “no podemos pagar” por lo cual, para poder
imprimir necesitamos el dinero “para pago prácticamente de contado”. Estamos trabajando para superar esta etapa.
Somos reiterativos… “no nos pagan lo que nos deben” y sabemos los tiempos de la justicia… por lo tanto, para poder
seguir “vivos”, como todos los meses, le brindamos la oportunidad de descargar GRATIS la edición digital de Saber
Electrónica correspondiente a este mes, cuyos temas se detallan en las siguientes páginas.
Para realizar la descarga diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, ingrese en la web, haga clic en el ícono
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Bien, ya tiene material para todo el mes así es que: ¡A disfrutarlo!
ing. Horacio daniel Vallejo
3 pag 3 y 4 SE 332.qxd:lx1435.qxd 17/11/15 10:50 Página 3
SabEr ElEctrónica digital
nano-Drones
para Combatir el Colesterol en la sangre
La ciencia avanza vertiginosamente, pues se
trata de nanopartículas que actúan como una
especie de drones miniatura.
Unas nanopartículas que actúan como una
especie de drones miniatura podrían eliminar las
placas de colesterol acumulado en las arterias,
según un estudio médico descrito por estudiosos,
expertos en ciencia médica.
Aún faltan experimentos por hacer, pero los
médicos ya están entusiasmados por esta posible
alternativa para combatir la arteriosesclerosis –la
obstrucción de las arterias por formaciones de
grasa–, una de las primeras causas de mortalidad
en Estados Unidos y otros países desarrollados.
“Es el primer ejemplo de una tecnología especí-
fica que utiliza nanopartículas para reducir la arteri-
oesclerosis en un modelo animal”
En este artículo explicamos diferentes aspectos
de este proyecto y cómo se pueden controlar elec-
trónicamente pequeños dis-
positivos que permitan “explo-
rar” el interior del cuerpo
humano y poder establecer
parámetros de tratamiento.
descargue el artículo com-
pleto desde nuestra web
con los datos brindados
más arriba.
otros artíCulos De la
eDiCión Digital
Los artículos destacados de la edición Nº 330
de Saber Electrónica son:
Las Cocinas de Inducción: expermientos de
electromagnetismo.
Montajes Prácticos
Distribuidor de FM
Interruptor Crepuscular
Indicador de Fugas
Desarme y Reconocimiento de Partes en el
Teléfono Apple iPhone 6.
descargue la nota completa desde nuestra
web con los datos brindados más arriba.
reparaCión De impresoras
con Kit de tinta Continua
Muchas veces hemos oído hablar de rellenar
cartuchos y de resetear impreso-
ras, sin embargo, cada vez más se
emplean sistemas de impresión
con sistemas de flujo continuo de
tinta
¿Qué es un sistema de flujo
continuo?
Básicamente son los sistemas
que usan los ploters. Todos hemos
visto los enormes rótulos que se
usan hoy en día, los cuales han
sido impresos y no pintados como
se hacia antes. Tomando como
base los sistemas de alimentación
de tinta usados por estas impreso-
ras gigantes para generar rótulos,
se han creado los sistemas de tinta continua para
impresoras de escritorio. Estos no son mas que un
cartucho modificado al cual se le conectan
mangueritas por las cuales fluye tinta proveniente
de un contenedor el cual puede ser un frasco de
plástico o vidrio de cualquier
tamaño, dándonos así un sistema
de "flujo continuo de tinta" para
nuestra impresora, controlado por
un sistema electrónico que
describimos en esta nota.
Se dice que es de flujo continuo ya
que a simple vista podemos ver
cuando la tinta empieza a termi-
narse en los frascos, de manera
que podamos llenarlos nuevamente
sin tener siquiera que tocar los car-
tuchos.
descargue la nota completa
desde nuestra web con los datos
brindados más arriba.
3 pag 3 y 4 SE 332.qxd:lx1435.qxd 17/11/15 10:50 Página 4
Saber Electrónica 5
AA rtículortículo dede ttApAApA
La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación
en las personas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y
mecanismos comunes. El nacimiento de la cibernética se estableció en el año 1942. La
unión de diferentes ciencias como la mecánica, electrónica, medicina, física, química y
computación, han dado el surgimiento de una nueva doctrina llamada Biónica, La cual
busca imitar y curar enfermedades y deficiencias físicas. A todo esto se une la robótica,
la cual se encarga de crear mecanismos de control los cuales funcionen en forma auto-
mática. Todo esto ha conducido al surgimiento de los Cyborg, organismos Bio-mecáni-
cos que buscan imitar la naturaleza humana. Han pasado varios años desde que inge-
nieros, iniciaron la carrera hacia la automatización, hasta hoy todos esos avances han
producido grandes resultados y avances. En este trabajo se hace un resumen de los
avances en estas áreas: Cibernética, Robótica, Biónica e Inteligencia Artificial.
Por Alberto Cuesta, sobre un trabajo de Giovanny Guillén Bustamante
CibernétiCa Con
impresoras 3D
Cómo realizar prótesis
ControlaDas eleCtróniCamente
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 5
Artículo de tapa
6 Saber Electrónica
IntroduCCIón
La Cibernética es la ciencia que se ocupa de
los sistemas de control y de comunicación en las
personas y en las máquinas, estudiando y
aprovechando todos sus aspectos y mecanismos
comunes. El nacimiento de la cibernética se
estableció en el año 1942, en la época de un con-
greso sobre la inhibición cerebral celebrado en
Nueva York, del cual surgió la idea de la fecundi-
dad de un intercambio de conocimiento entre
fisiólogos y técnicos en mecanismos de control.
Cinco años más tarde, Norbert Wiener uno de los
principales fundadores de esta ciencia, propuso el
nombre de cibernética, derivado de una palabra
griega que puede traducirse como piloto, timonel
o regulador. Por tanto la palabra cibernética
podría significar ciencia de los mandos. Estos
mandos son estructuras con elementos especial-
mente electrónicos y en correlación con los
mecanismos que regulan la psicología de los
seres vivientes y los sistemas sociales humanos,
y a la vez que permiten la organización de
máquinas capaces de reaccionar y operar con
más precisión y rapidez que los seres vivos, ofre-
cen posibilidades nuevas para penetrar más
exactamente las leyes que regulan la vida general
y especialmente la del hombre en sus aspectos
psicológicos, económicos, sociales etc.
Dentro del
campo de la cibernética se incluyen las grandes
máquinas calculadoras y toda clase de mecanis-
mos o procesos de autocontrol semejantes y las
máquinas que imitan la vida. Las perspectivas
abiertas por la cibernética y la síntesis realizada
en la comparación de algunos resultados por la
biología y la electrónica, han dado vida a una
nueva disciplina, la biónica. La biónica es la cien-
cia que estudia los: principios de la organización
de los seres vivos para su aplicación a las necesi-
dades técnicas. Una realización especialmente
interesante de la biónica es la construcción de
modelos de materia viva, particularmente de las
moléculas proteicas y de los ácidos
nucleicos.
Conocer bien al hombre es facilitar la
elección de las armas necesarias para combatir
sus enfermedades. Por tanto, es natural ver una
parte de las investigaciones orientarse hacia un
mejor conocimiento de los procesos fisiológicos.
Ayudándose de la química y de la física es como
han podido realizarse grandes progresos. Si
quiere proseguir un mejor camino, debe abrirse
mas al campo de la mecánica y más aun al
campo de la electrónica. En este aspecto se abre
a la Cibernética.
La Robótica es la técnica que
aplica la informática al diseño y empleo de
aparatos que, en substitución de personas, real-
izan operaciones o trabajos, por lo general en
instalaciones industriales. Se emplea en tareas
peligrosas o para tareas que requieren una
manipulación rápida y exacta. En los últimos
años, con los avances de la Inteligencia Artificial,
se han desarrollado sistemas que desarrollan tar-
eas que requieren decisiones y autoprogramación
y se han incorporado sensores de visión y tacto
artificial.
Antes de conocer bien al hombre, la
evolución científica exige ya la adaptación de lo
poco que se conoce a un medio
que se conoce apenas mejor.
La vida en las regiones inter-
planetarias trastorna completa-
mente la fisiología y, el cambio
brusco que sobreviene durante
el paso de la tierra a otro plan-
eta, no permite al hombre sufrir
el mecanismo de adaptación.
Es, por tanto, indispensable
crear un individuo parecido al
hombre, pero cuyo destino será
aun más imprevisible, puesto
que nacido en la tierra morirá
en otro lugar.
Nacido de la unión
de la cibernética con la fisi-
ología, se llamara "cyborg". Su
constitución contendrá glándu-
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 6
Saber Electrónica 7
las electrónicas y químicas,
estimulados bioeléctricos, el
todo incluido en un organismo
cibernetizado... sus padres,
M.Clydes y N.Kline, abordan la
ficción de una manera conc-
reta, considerando que el hom-
bre en el espacio, para prote-
gerse de las radiaciones, tem-
peraturas excesivas y acelera-
ciones importantes, deberán
cargar una escafandra enorme,
hermética y emplomada, que le
obliga a maniobrar delicadas y
peligrosas para realizar el
menor acto fisiológico; con riesgo, por lo demás,
de transformar la escafandra en féretro. También,
para evitar los múltiples inconvenientes, se exam-
inara la creación de este nuevo ser.
El individuo,
fuera de la escafandra, es extremadamente vul-
nerable, hay que transformarlo para hacer de él
un Cyborg. Colocado en una atmósfera cuya pre-
sión sea diez veces menor, el hombre vería su
sangre bullir y sus pulmones estallar. Un conver-
tidor químico injertado en el vientre y colocado en
el sistema circulatorio, cuyo papel seria rebajar la
temperatura, como un simple sistema refriger-
ador, y eventualmente participar en la oxige-
nación de la sangre, bastaría.
El sistema
endocrino será reemplazado por estimulados
electrónicos que controlen la cantidad de adrena-
lina en el caso de una estimulación suprarrenal o
del azúcar sanguíneo (glucemia) en el caso de
una estimulación hepática. Otro sistema
endocrino artificial, un dispositivo de calen-
tamiento automático, mantendría el cerebro en
condiciones satisfactorias de funcionamiento;
seria incluso prever un sistema de distribución de
alimentos energéticos por medio de un mando
electrónico.
Al ser muy larga la duración de los via-
jes interplanetarios, como también las estancias,
y si es cierto que se debe ver un cyborg llegar a
la tierra, en el caso más favorable en pueda pro-
ducirse el acontecimiento, estaríamos frente a un
nuevo individuo. Su envejecimiento no será com-
parable a la dulce madurez de un terrícola en la
tierra, pero por su estructura particular, asis-
tiríamos a la transformación profunda de todo su
ser: una degeneración prácticamente completa de
su sistema digestivo, pero en compensación, un
cerebro mas desarrollado, que ofrecería un
psiquismo muy particular que tal vez no tendría
nada de humano.
La Cibernética puede ser con-
siderada como una adquisición sumamente
aprovechable para la evolución científica. Desde
el estudio del comportamiento de la célula
nerviosa, la neurona, hasta el del individuo en su
conjunto, ofrece un inmenso campo de investiga-
ciones, particularmente a la medicina.

Métodos de lA CIBernétICA
La cibernética ha encontrado sus primeros ele-
mentos en el estudio de los reguladores, que se
encuentran en biología y en el campo técnico.
En
biología, el sistema nervioso nos ofrece dos for-
mas de regulación análogas. Es el caso de las
regulaciones neuro-endócrinas, que aseguran el
mantenimiento del equilibrio en nuestro medio
interior, aunque las regulaciones sean muy com-
plejas y hayan de intervenir varios elementos cor-
rectores que se anulan, se suman o se comple-
mentan, para realizar finalmente este equilibrio; y
por otro lado se encuentra el papel de los osmo-
receptores en el control de la concentración
osmótica del plasma; en este caso la hormona
antidiurética desempeña un papel intermedio para
regular la eliminación renal de agua.
La analogía
es más sorprendente cuando se examinan los
problemas musculares. El estar de pie, por ejem-
plo, se posibilita mediante el juego de los múscu-
los de la estática que, por una serie de contrac-
ciones y dilataciones, aseguran el equilibrio del
conjunto.
La flexión de una pata posterior engen-
dra una serie de contracciones y relajaciones rít-
micas, en tanto dura la flexión. Asistimos al fenó-
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 7
Artículo de tapa
8 Saber Electrónica
meno del "clonus", bien conocido en neuropa-
tología, en los síndromes piramidales. N.Wiener,
considerado como el padre de la cibernética, ha
estudiado matemáticamente el fenómeno de
clonus y ha podido establecer relaciones entre la
experimentación y él calcula.

Existen otras analogías, como los circuitos
reverberantes u oscilantes que se encuentran en
electrónica; algunos han conocido un determi-
nado favor, como el esquema construido por Bucy
para tratar de explicar la teoría de los movimien-
tos involuntarios. La careoatetosis (movimientos
incontrolados e involuntarios en varias zonas cor-
porales )con sus movimientos desordenados y el
mal de Parkinson con su temblor asociado a la
parálisis, parecen responder a la existencia de cir-
cuitos oscilantes entre la corteza cerebral y los
núcleos de la base del cerebro.
Las calculadoras
electrónicas y las maquinas de traducir no son
mas que el embrión de una actividad cerebral
supuesta, cuyo trabajo no corresponde probable-
mente a lo que pasa realmente en los circuitos
nerviosos.
Esta conclusión por pesimista que sea,
no rebate sin embargo a los cibernéticos, cuyo fin
no es revolucionar el mundo con los "robots", sino
simplemente buscar mejor la forma de compren-
der el funcionamiento de los organis-
mos vivientes con ayuda de analogías
mecánicas o eléctricas. Estas
analogías no existen sino que a veces
es necesario crearlas; esto es lo que
ha dado lugar a los animales sintéti-
cos (como tortugas, ranas e.t.c.).

dIFICultAdes enContrAdAs Por lA
CIBernétICA
Algunos ejemplos muestran cuan del-
icado es encontrar una relación entre
el funcionamiento de una maquina y
el de un órgano. La dificultad aumenta
en cuanto se dirige a las contexturas
nerviosas superiores. A este nivel, no
existe ninguna maquina similar,
porque la creación de maquinas
nuevas que permitan la comparación
Figura 1
Figura 2
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 8
Saber Electrónica 9
implicaría un conocimiento perfecto de las estruc-
turas nerviosas
"No hay que pedir a la cibernética
que nos dé más de lo que nos pueda dar. No creo
que se pueda esperar que nos suministre, por sí
sola, en un porvenir mas o menos próximo, la
solución del triple enigma de la vida, la conciencia
y el pensamiento".

Existen estudios emprendidos en los viajes
espaciales, en donde el problema humano se
hace primordial.
BIónICA
La medicina se ben-
eficia de los des-
cubrimientos las
aplicaciones de la
electrónica, se
asiste sin embargo
desde hace muchos
años a un cambio
inverso. Cuando dos
disciplinas se fusio-
nan, es muy raro
que la colaboración
se haga en sentido
único; un día u otro
hay un cambio
mutuo.
La aplicación de la
biología a la electrónica, el estudio de los fenó-
menos fisiológicos que puedan inducir los dispos-
itivos electrónicos, ha incitado a los electrónicos a
examinar su propia disciplina bajo un ángulo
nuevo: La biónica.
Los estudios de biología comparada, hechos
en el conjunto del mundo viviente, han maravil-
lado siempre a los cibernéticos.
La naturaleza es un inmenso laboratorio donde
se realizan continuamente experiencias; lo mas
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
Figura 3
Figura 4
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 9
Artículo de tapa
10 Saber Electrónica
difícilmente seguramente saber observarlas e
interpretarlas.
Es probable que la biónica, antes de alcanzar
la edad adulta, pasara por diferentes estados
donde se imbricaran mas o menos la biología y la
electrónica.
No nos sorprendería ver montajes que contu-
vieran órganos receptores provenientes del
mundo animal, unidos entre sí mediante compo-
nentes electrónicos, viviendo los órganos baña-
dos en una solución fisiológica. Así se realizan cir-
cuitos, entre diferentes módulos electrónicos y un
determinado numero de módulos biológicos.
Actualmente se han llevado a cabo varios
avances en el campo de la biónica:
1) Músculos Biónicos (figura 1)
2) Nervios Biónicos (figura 2)
3) Naris Biónica (figura 3)
4) Ojo Biónico (figura 4)
5) Oido Biónico (figura 5)
6) Lengua Biónica (figura 6)
7) Estimulación Biónica (figura 7)
En base a lo visto, en la figura 8 podemos
observar la estructura de un hombre biónico.
Todos estos avances en la Bionica han ayu-
dado a la medicina a realizar grandes avances en
la cura de enfermedades y deficiencias físicas.
lA roBótICA
Este término procede de la palabra robot. La
robótica es, por lo tanto, la ciencia o rama de la
ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y
aplicaciones de los robots.
Los robots son dispositivos compuestos de
sensores que reciben datos de entrada y que
pueden estar conectados a la computadora. Esta,
al recibir la información de entrada, ordena al
robot que efectúe una determinada acción. Puede
ser que los propios robots dispongan de micro-
procesadores que reciben el input de los sen-
sores y que estos microprocesadores ordenen al
robot la ejecución de las acciones para las cuales
está concebido. En este último caso, el propio
Figura 5
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 10
Saber Electrónica 11
robot es a su vez una computadora. Al oír la pal-
abra robot, a menudo se produce en nuestra
mente la imagen de una máquina con forma
humana, con cabeza y extremidades. Esta aso-
ciación es fruto de la influencia de la televisión o
del cine, cuyos anuncios o películas muestran
máquinas con forma
humana, llamadas
androides, que general-
mente son pura ficción,
ya que o son hombres
disfrazados de máquina
o, si realmente son
máquinas, no efectúan
trabajos de los que el
hombre se pueda
aprovechar.
En la actualidad, los
avances tecnológicos y
científicos no han permi-
tido todavía construir un
robot realmente
inteligente, aunque exis-
ten esperanzas de que
esto sea posible algún
día.
Hoy por hoy, una de las
finalidades de la con-
strucción de robots es su
intervención en los pro-
cesos de fabricación.
Estos robots, que no
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
Figura 6
Figura 7
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 11
Artículo de tapa
12 Saber Electrónica
Figura 8
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 12
Saber Electrónica 13
tienen forma humana en absoluto, son los encar-
gados de realizar trabajos repetitivos en las cade-
nas de proceso de fabricación, como por ejemplo:
pintar al spray, moldear a inyección, soldar carro-
cerías de automóvil, trasladar materiales, etc. En
una fábrica sin robots, los trabajos antes men-
cionados los realizan técnicos especialistas en
cadenas de producción. Con los robots, el técnico
puede librarse de la rutina y el riesgo que sus
labores comportan, con lo que la empresa gana
en rapidez, calidad y precisión.
En los próximos cien años, seguramente en
todas las fábricas del mundo encontraremos
robots trabajando.
HIstorIA de los roBots
La investigación en esta área nació en la
década de 1950 asegurando rápidos avances,
pero se estancó por problemas aparentemente
sencillos.
En 1960 se construyó un robot que podía mirar
una torre de cubos y copiarla, pero la falta de sen-
tido común lo llevó a hacer la torre desde arriba
hacia abajo, soltando los bloques en el aire. Hoy,
los intentos por construir máquinas inteligentes
continúan... y prometen maravillas.
El estadounidense David H. Freedman -
reconocido por Martin Gardner como uno de los
mejores escritores científicos de EU- recopila en
su libro Los Hacedores de Cerebros los princi-
pales proyectos que se están desarrollando en el
área de la IA.
En forma ágil y entretenida, el editor de la
revista Discover relata cómo esta rama trasciende
ya el campo de la tecnología computacional y
combina conocimientos de neurociencia, microbi-
ología, biología evolutiva y zoología.
Reproducimos aquí algunos de los principales
proyectos.
Breve HIstorIA de lA roBótICA
• A mediados del siglo XVIII: J. de
Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas
de tamaño humano que ejecutaban piezas de
música.
• J. Jacquard inventó su telar, que era una
máquina programable para la urdimbre.
• 1805 H. Maillardet contruyó una muñeca
mecánica capaz de hacer dibujos.
• 1946 El inventor americano O. C. Devol
desarrolló un dispositivo controlador que podía
registrar señales eléctricas por medios magnéti-
cos y reproducirlas para accionar una máquina
mecánica. La patente de Estados Unidos corre-
spondiente se emitió en 1952.
• 1951 Trabajo de desarrollo con teleoper-
adores (manipuladores de control remoto) para
manejar materiales radioactivos. Patentes de
Estados Unidos relacionadas emitidas para
Goertz (1954) y Bergsland (1958).
• 1952 Una máquina prototipo de control
numérico fue objeto de demostración en el
Instituto de Tecnología de Massachusetts
después de varios años de desarrollo. Un
lenguaje de programación de piezas denominado
APT (Automatically Programmed Tooling -
Herramental Automáticamente Programado) se
desarrolló posteriormente y se publicó en 1961.
• 1954 El inventor británico C. W. Kenward
solicitó una patente para diseño de robot. Patente
británica emitida en 1957.
• 1954 O. C. Devol desarrolla diseños para
«transferencia de artículos programada». Patente
de Estados Unidos emitida para diseño en 1961.
• 1959 Se introdujo el primer robot comer-
cial por Planet Corporation. Estaba controlado por
interruptores de fin de carrera y levas.
• 1960 Se introdujo el primer robot
«Unimate», basado en la «transferencia de artícu-
los programada» de Devol. Utilizaba los principios
del control numérico para el control del manipu-
lador y era un robot de transmisión hidráulica.
• 1961 Un robot Unimate se instaló en la
Ford Motor Company para atender una máquina
de fundición en troquel.
• 1966 Tralifa, una firma noruega, con-
struyó e instaló un robot de pintura por pulver-
ización.
• 1968 Un robot móvil llamado «Shakey»
se desarrolló en SRI (Stanford Research
Institute). Estaba provisto de una diversidad de
sensores, incluyendo una cámara de visión y sen-
sores táctiles, y podía desplazarse por el suelo.
• 1971 El «Stanford Arm», un pequeño
brazo de robot de accionamiento eléctrico, se
desarrolló en Stanford University.
• 1973 Se desarrolló en SRI el primer
lenguaje de programación de robot del tipo de
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 13
Artículo de tapa
14 Saber Electrónica
computadora para la investigación con la denom-
inación WAVE. Fue seguido por el lenguaje AL en
1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteri-
ormente en el lenguaje VAL comercial para
Unimation por Victor Scheinman y Bruce Simano.
• 1974 ASEA introdujo el robot IRb6 de
accionamiento completamente eléctrico.
• 1974 Kawasaki, bajo licencia de
Unimation, instaló un robot para soldadura por
arco para estructuras de motocicletas.
• 1974 Cincinnati Milacron introdujo el robot
T3 con control por computadora.
• 1975 El robot «Sigma» de Olivetti se uti-
lizó en operaciones de montaje, una de las primi-
tivas aplicaciones de la robótica al montaje.
• 1976 Un dispositivo de Remote Center
Compliance (RCC) para la inserción de piezas en
la línea de montaje se desarrolló en los laborato-
rios Charles Stark Draper Labs en Estados
Unidos.
• 1978 Se introdujo el robot PUMA
(Programmable Universal Machine for Assembly)
para tareas de montaje por Unimation, basándose
en diseños obtenidos en un estudio de la General
Motors.
• 1978 El robot T3 de Cincinnati Milacron se
adaptó y programó para realizar operaciones de
taladrado y circulación de materiales en compo-
nentes de aviones, bajo
el patrocinio de Air Force
ICAM (Integrated
C o m p u t e r - A i d e d
Manufacturing).
• 1979 Desarrollo
del robot del tipo SCARA
(Selective Compliance
Arm for Robotic
Assembly) en la
Universidad de
Yamanashi en Japón
para montaje. Varios
robots SCARA comer-
ciales se introdujeron
hacia 1981.
• 1980 Un sistema
robótico de captación de
recipientes fue objeto de
demostración en la
Universidad de Rhode
Island. Con el empleo de
la visión de máquina, el
sistema era capaz de captar piezas en orienta-
ciones aleatorias y posiciones fuera de un recipi-
ente.
• 1981 Se desarrolló en la Universidad
Carnegie-Mellon un robot de impulsión directa.
Utilizaba motores eléctricos situados en las artic-
ulaciones del manipulador sin las transmisiones
mecánicas habituales empleadas en la mayoría
de los robots.
• 1982 IBM introduce el robot RS-l para
montaje, basado en varios años de desarrollo
interno. Se trata de un robot de estructura de caja
que utiliza un brazo constituido por tres disposi-
tivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje de
robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo
también para programar el robot RS-1.
• 1983 Informe emitido sobre la investi-
gación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio
de National Science Foundation sobre un «sis-
tema de montaje programable-adaptable»
(APAS), un proyecto piloto para una línea de mon-
taje automatizada flexible con el empleo de
robots.
• 1984 Varios sistemas de programación
fuera de línea se demostraron en la exposición
Robots 8. La operación típica de estos sistemas
permitía que se desarrollaran programas de robot
utilizando gráficos.
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 14
Saber Electrónica 15
roBots IMPulsAdos neuMátICAMente
La programación de estos robots consiste en
la conexión de tubos de plástico a unos mangui-
tos de unión de la unidad de control neumático.
Esta unidad está formada por dos partes: una
superior y una inferior.
La parte inferior es un secuenciador que pro-
porciona presión y vacío al conjunto de manguitos
de unión en una secuencia controlada por el
tiempo. La parte superior es el conjunto de man-
guitos de unión que activan cada una de las
piezas móviles del robot. Las conexiones entre
manguitos determinan qué piezas intervendrán en
el movimiento, en qué dirección se moverán y los
diferentes pasos que deberán efectuar.
Modificando las conexiones de los manguitos
de unión se podrán programar otras secuencias
de pasos distintas.
Los robots del tipo descrito son los más sim-
ples que existen. Hay quien opina que a este tipo
de máquinas no se les debería llamar robots; sin
embargo, en ellas se encuentran todos los ele-
mentos básicos de un robot: estas máquinas son
programables, automáticas y pueden realizar
gran variedad de movimientos.
roBots Con servoMeCAnIsMos
Otro tipo de robots más sofisticados desde el
punto de vista del control y de las prestaciones
que ofrecen son los que llevan servomecanismos.
El uso de servomecanismos va ligado al uso
de sensores, como los potenciómetros, que infor-
man de la posición del brazo o la pieza que se ha
movido del robot, una vez éste ha ejecutado una
orden transmitida. Esta posición es comparada
con la que realmente debería adoptar el brazo o
la pieza después de la ejecución de la orden; si no
es la misma, se efectúa un movimiento más hasta
llegar a la posición indicada.
roBots Punto A Punto
Añadiendo a los servomecanismos una memo-
ria electrónica capaz de almacenar programas y
un conjunto de circuitos de control digital, se
obtienen robots más potentes y de más fácil
manejo, figura 9.
La programación de este tercer tipo de robots
se efectúa mediante una caja de control que
posee un botón de control de velocidad, mediante
el cual se puede ordenar al robot la ejecución de
los movimientos paso a paso. Se clasifican, por
orden de ejecución, los pasos que el robot debe
seguir, al mismo tiempo que se puede ir grabando
en la memoria la posición de cada paso. Este será
el programa que el robot ejecutará. Una vez ter-
minada la programación, el robot inicia su trabajo
según las instrucciones del programa. A este tipo
de robots se les llama punto a punto, porque el
camino trazado para la realización de su trabajo
está definido por pocos puntos. Para ejemplificar
este método de programación pensemos en un
niño que dirige un automóvil por control remoto. Si
el vehículo dirigido tuviera una memoria que
grabase los movimientos que el niño le ordena,
podría realizar los mismos movimientos sin con-
trol y ser dirigido por la circuitería electrónica que
ejecutaría el programa grabado en memoria.
Gracias a la memoria electrónica que poseen
estos robots, se pueden tener almacenados var-
ios programas. El modo de elegir uno de los pro-
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
Figura 9
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Artículo de tapa
16 Saber Electrónica
gramas almacenados se hace a través de los
recogidos por algún sensor o por una señal de
input que les llega a través de las órdenes dadas
por el programador.
Estos robots se usan por ejemplo en las cade-
nas de soldadura de carrocerías de automóviles.
Los robots están programados para soldar
automóviles de varios modelos distintos. El pro-
gramador, o un sensor, reconoce el tipo de
automóvil y decide el programa que se ha de
aplicar en cada caso.
Estos programas constan de pocos pasos,
muchas veces sólo cien; esto significa que no sir-
ven como controladores de robots para trabajos
de continuo movimiento. Para solventar este
inconveniente, se usa una cinta en la que se
almacenan miles de pasos de programa que el
robot leerá y ejecutará; en estos casos la cinta
actúa de memoria. Robots de este tipo, que se
pueden encontrar en cadenas de pintura por
spray, ya empiezan a trabajar como si fueran
computadoras propiamente dichas.
roBots ControlAdos Por CoMPutAdorA
Un cuarto tipo de robots comprende aquellos
que se pueden controlar mediante computadora.
Con ella es posible programar el robot para que
mueva sus brazos en línea recta o describiendo
cualquier otra figura geométrica entre puntos
preestablecidos. La programación se realiza
mediante una caja de control o mediante el
teclado de la computadora. El movimiento de sus
brazos se especifica mediante varios sistemas de
coordenadas según la referencia que se tome: la
mesa de trabajo en la que se encuentra apoyado
el robot o el extremo del brazo del robot. La com-
putadora permite además acelerar más o menos
los movimientos del robot, para facilitar la manip-
ulación de objetos pesados.
roBots Con CAPACIdAdes sensorIAles
Aún se pueden añadir a este tipo de robots
capacidades sensoriales: sensores ópticos, codi-
ficadores, etc. Los que no poseen estas capaci-
dades sólo pueden trabajar en ambientes donde
los objetos que se manipulan se mantienen siem-
pre en la misma posición. En el caso de la cadena
de soldadura de carrocerías de automóviles, las
carrocerías están en movimiento hasta que llegan
delante del robot, donde quedan inmóviles hasta
que éste termina su trabajo; en este momento la
cadena se vuelve a poner en movimiento hasta
que vuelve a detenerse cuando otra carrocería
está delante del robot, y así sucesivamente. Si
estos robots tuvieran capacidades sensoriales,
podrían suprimirse las paradas en la cadena.
Supongamos que hay un codificador sujeto a la
línea de movimiento y que el robot está provisto
de un sensor óptico.
El primero indicará al robot la velocidad de la
carrocería y con el segundo el robot sabrá cuándo
esta carrocería se mueve en su área de trabajo,
momento en que empezará a ejecutar las
órdenes que le llegan de la computadora. A partir
de este momento, la computadora del robot irá
transformando el sistema de coordenadas con
respecto a la carrocería en movimiento para que
el robot pueda efectuar las soldaduras en el lugar
apropiado.
Los robots con capacidades sensoriales con-
stituyen la última generación de este tipo de
máquinas. El uso de estos robots en los ambi-
entes industriales es muy escaso debido a su ele-
vado coste.
Actualmente, las compañías industriales están
valorando si económicamente les resulta más
ventajoso mantener los robots que necesitan
tener inmóviles los objetos o bien este último tipo
de robots. La razón del encarecimiento de estas
máquinas es el alto coste de los aparatos senso-
riales y del software utilizado para el manejo.
A pesar de todo, la investigación sobre los
aparatos sensoriales está en pleno apogeo, lo
que conducirá seguramente a un abaratamiento
de éstos y a un aumento de su potencia y de sus
capacidades.
Estos robots se usan en cadenas de embotel-
lado para comprobar si las botellas están llenas o
si la etiqueta está bien colocada.
Futuro de lA roBótICA
A pesar de que existen muchos robots que
efectúan trabajos industriales, aquéllos son inca-
paces de desarrollar la mayoría de operaciones
que la industria requiere. Al no disponer de unas
capacidades sensoriales bien desarrolladas, el
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Saber Electrónica 17
robot es incapaz de realizar tareas que dependen
del resultado de otra anterior.
En un futuro próximo, la robótica puede exper-
imentar un avance espectacular con las cámaras
de televisión (ejemplo de aparato sensorial), más
pequeñas y menos caras, y con las computadoras
potentes y más asequibles.
Los sensores se diseñarán de modo que
puedan medir el espacio tridimensional que rodea
al robot, así como reconocer y medir la posición y
la orientación de los objetos y sus relaciones con
el espacio. Se dispondrá de un sistema de pro-
ceso sensorial capaz de analizar e interpretar los
datos generados por los sensores, así como de
compararlos con un modelo para detectar los
errores que se puedan producir. Finalmente,
habrá un sistema de control que podrá aceptar
comandos de alto nivel y convertirlos en órdenes,
que serán ejecutadas por el robot para realizar
tareas enormemente sofisticadas.
Si los elementos del robot son cada vez más
potentes, también tendrán que serlo los progra-
mas que los controlen a través de la computa-
dora. Si los programas son más complejos, la
computadora deberá ser más potente y cumplir
nos requisitos mínimos para dar una respuesta
rápida a la información que le llegue a través de
los sensores del robot.
Paralelo al avance de los robots industriales
será el avance de las investigaciones de los
robots llamados androides, que también se bene-
ficiarán de los nuevos logros en el campo de los
aparatos sensoriales. De todas formas, es posible
que pasen decenas de años antes de que se vea
un androide con mínima apariencia humana en
cuanto a movimientos y comportamiento.
roBots MosquItos
La cucaracha metálica se arrastra con gran
destreza por la arena, como un verdadero
insecto. A pesar de que Atila avanza a 2 km/h,
tratando de no tropezar con las cosas, es «gramo
por gramo el robot más complejo del mundo»,
según su creador, Rodney Brooks. En su estruc-
tura de 1,6 kg y 6 patas, lleva 24 motores, 10
computadores y 150 sensores, incluida una
cámara de video en miniatura.
Los descendientes de Atila, que Brooks
comienza a diseñar en el Laboratorio de IA del
Massachusetts Institute of Technology (MIT), ten-
drán la forma de «robots mosquitos» mecanismos
semi-inteligentes de 1 mm de ancho tallados en
un único pedazo de silicio -cerebro, motor y todo-
, a un costo de centavos por unidad. Provistos de
minúsculos escalpelos, podrán arrastrarse por el
ojo o las arterias del corazón para realizar
cirugía... Vivirán en las alfombras, sacando con-
tinuamente el polvo partícula a partícula. Infinidad
de ellos cubrirán las casas en vez de capas de
pintura, obedeciendo la orden de cambiar cada
vez que se nos antoje un nuevo color.
Atila representa un quiebre con la rama tradi-
cional de la IA, que por años buscó un sistema
computacional que razone de una manera
matemáticamente ordenada, paso a paso, «de
arriba hacia abajo». Brooks incorporó la «arqui-
tectura de subsunción» que uti-
liza un método de progra-
mación «de abajo hacia arriba»
en el que la inteligencia surge
por sí sola a través de la inter-
acción de elementos indepen-
dientes relativamente simples,
tal como sucede en la natu-
raleza.
A la década de los ochenta
pertenecen progresos en
robótica verdaderamente nota-
bles. Una tarea tan simple
como la de quitar el polvo con
una aspiradora y esquivar con-
venientemente los obstáculos
que haya, no se programa tan
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
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Artículo de tapa
18 Saber Electrónica
fácilmente en un robot. El punto importante es la
detección de los obstáculos (que no siempre son
los mismos ni están en el mismo sitio) y la manio-
bra para eludirlos y seguir trabajando con la aspi-
radora.
En comparación, los robots industriales, que
realizan operaciones muy precisas y a veces
complejas, no plantean tanta dificultad en su dis-
eño y fabricación. La razón de ello estriba en la
fijeza de sus respectivas tareas. ¡Limpiar el polvo
del suelo de un salón es más difícil que ajustar
piezas en una cadena de montaje de automóviles!
La experimentación en operaciones quirúrgi-
cas con robots abre nuevos campos tan positivos
como esperanzadores. La cirugía requiere de los
médicos una habilidad, precisión y decisión muy
cualificadas. La asistencia de ingenios puede
complementar algunas de las condiciones que el
trabajo exige.
En operaciones delicadísimas, como las de
cerebro, el robot puede aportar mayor fiabilidad.
Últimamente, se ha logrado utilizar estas
máquinas para realizar el cálculo de los ángulos
de incisión de los instrumentos de corte y
reconocimiento en operaciones cerebrales; así
mismo, su operatividad se extiende a la dirección
y el manejo del trepanador quirúrgico para pene-
trar el cráneo y de la aguja de biopsia para tomar
muestras del cerebro. Estos instrumentos se uti-
lizan para obtener muestras de tejidos de lo que
se suponen tumores que presentan un difícil
acceso, para lo que resulta esencial la interven-
ción del robot.
El progreso de estas aplicaciones va más allá
de la mejora de las condiciones de intervención.
Aporta ventajas tan revolucionarias como
Inteligencia ARTIFICIAL
soFtwAre IntelIGente
El matemático y científico de la U de
Pennsylvania Doug Lenat ha ingresado más de
100 millones de conocimientos generales y razon-
amientos en el software «base de conocimientos»
llamado Cyc. Su meta: equipar un computador
con todo el conocimiento general y el sentido
común de un adulto. Asegura que en 2 años Cyc
entenderá el inglés lo suficiente como para con-
tinuar su educación leyendo libros, diarios y revis-
tas.
Cyc servirá de plataforma para otros progra-
mas, que podrán utilizar sus conocimientos gen-
erales y su sentido común. «Hacia 1999 a nadie
se le ocurrirá comprar un computador sin Cyc, tal
como nadie compra hoy uno que no tenga proce-
sador de textos», afirma Lenat.
BIoCHIPs
En la oficina del científico Masuo Aizawa, del
Intituto de Tecnología de Tokio, nada llama
demasiado la atención, excepto una placa de
vidrio que flota en un recipiente lleno de un líquido
transparente. Se trata de un chip que parece
salpicado con barro.
Pero las apariencias engañan. Los grumos
alargados del chip de Aizawa no son manchas,
sino ¡células neurales vivas!, criadas en el pre-
cursor de un circuito electrónico-biológico: el
primer paso hacia la construcción neurona por
neurona, de un cerebro semi-artificial.
Cree que puede ser más fácil utilizar células
vivas para construir máquinas inteligentes que
imitar las funciones de éstas con tecnología de
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Saber Electrónica 19
semiconductores, como se ha hecho tradicional-
mente.
En el futuro, se podría utilizar el chip neuronal
de Aizawa como interfaz entre la prótesis y el sis-
tema nervioso de pacientes que hubieran perdido
una extremidad.
Si continúa el uso de células vivas en sistemas
eléctricos, en los próximos años casi con toda
seguridad ocurrirá el advenimiento de dispositivos
computacionales que, aunque rudimentarios,
serán completamente bioquímicos.
GrAnjA de evoluCIón
La evolución en la naturaleza fue la clave para
mejorar los organismos y desarrollar la inteligen-
cia. Michael Dyer, investigador de IA de la U de
California, apostó a las características evolutivas
de las redes neurales (redes de neuronas artifi-
ciales que imitan el funcionamiento del cerebro) y
diseñó Bio-Land. Es una granja virtual donde vive
una población de criaturas basadas en redes neu-
ronales. Los biots pueden usar sus sentidos de la
vista, el oído e incluso el olfato y tacto para
encontrar comida y localizar parejas. Los biots
cazan en manadas, traen comida a su prole y se
apiñan buscando calor.
Lo que su creador quiere que hagan es hablar
entre ellos; tiene la esperanza de que desarrollen
evolutivamente un lenguaje primitivo.
A partir de ese lenguaje, con el tiempo podrían
surgir niveles más altos de pensamiento.
quedA MuCHo
La IA tradicional estaba estancada con
máquinas que no podían realizar tareas que un
niño hace con facilidad, como no tropezar con los
muebles y distinguir entre una mesa y una taza de
café. Pero la IA basada en la naturaleza trajo aires
renovadores y quizás dentro de 1 o 2 décadas
construya una inteligencia semi-artificial.
La cosa no es fácil. Se ha calculado que un PC
tiene más o menos la potencia de cálculo de un
caracol, en tanto que un Cray 2 -uno de los más
rápidos supercomputadores existentes- apenas
iguala al poder cerebral de un ratón.
Si fuera posible hacer una máquina de capaci-
dad equivalente a la del cerebro humano,
requeriría 100 megawatt, energía suficiente para
iluminar Santiago.
Los científicos trabajan hace más de 40 años
para lograr que las máquinas piensen de un modo
útil e interesante. Aunque se están dando pasos
importantes, encontrar
la clave para construir la
inteligencia es por el
momento mérito exclu-
sivo de Dios.
¿Puede PensAr
unA MáquInA?
Esta pregunta tan simple
plantea unos problemas
tan grandes que, posi-
blemente, nunca se
llegue a un acuerdo
completo entre las dis-
tintas respuestas que se
proponen.
Bajo la pregunta de si
las máquinas piensan o
pueden pensar se cobija
una dilatada historia de
discusiones que no ha
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Artículo de tapa
20 Saber Electrónica
llegado a su fin y que, muy probablemente,
perderá interés antes de llegar a una respuesta
satisfactoria. Los más brillantes científicos han
intervenido en la polémica para intentar senten-
ciar la cuestión. Turing, Von Neumann o Lucas
son algunos de estos nombres famosos.
Tiempo atrás, considerar que las máquinas
pudieran tener inteligencia parecía un absurdo,
una estupidez infantil. Posteriormente, a medida
que los progresos de la investigación cambiaban
el panorama tecnológico, también cambió la acti-
tud y se atribuyó un valor especifico al problema
teórico. Con ello se descubrió que la hipótesis de
una inteligencia mecánica, artificial o simulada,
abría nuevos interrogantes. El más serio de estos
interrogantes se refería a la verdadera realidad de
la inteligencia humana.
¿Qué rasgos fundamentales distinguen a
los seres inteligentes y cómo operan biológi-
camente los procesos cognitivos?
Esta nueva pregunta ha conducido a investigar
una inadvertida laguna del saber humano. Con
ello se ha visto que el ser humano, hasta el
momento, se ha ocupado más de los resultados
de su inteligencia que de los sutiles procesos y
relaciones que la hacen posible. Estas relaciones
y procesos atañen a la biología y a la lógica, lo
que, en términos computacionales, puede tra-
ducirse como los ámbitos del hardware y el soft-
ware.
¿se Puede reProduCIr ArtIFICIAlMente
lA IntelIGenCIA HuMAnA?
Del ser humano se afirma su inteligencia
porque posee intuición, inspiración, capacidad de
organizar cadenas lógicas de pensamiento, sen-
timientos y expresión lingüística, entre otras
cosas. El lenguaje es una manifestación externa
de las otras capacidades o rasgos del
conocimiento. No obstante, la definición resulta
imprecisa y abstracta.
IntelIGenCIA ArtIFICIAl
Inteligencia: Facultad de Entender ó Conocer
Esta breve manera de definir la inteligencia
pudiera parecer demasiado simplista y carente de
la profundidad que algo tan complejo y abstracto
debiera de tener, sin embargo, al inicio es nece-
sario presentar lo complejo de la manera más
sencilla, para así contar con una base pequeña
pero sólida en la cual fundamentar el desarrollo
del estudio que nos lle-
vará primero a darnos
cuenta de que lo
definido, en realidad
envuelve más de lo ini-
cialmente señalado y
posteriormente a com-
prender totalmente su
significado más amplio.
La palabra inteligencia
procede del latín intelli-
gentia, que significa la
capacidad de entender o
comprender. Esta eti-
mología es poco ilumi-
nadora porque, en reali-
dad, su origen se
remonta a otro término
latino, legere, que sig-
nifica «coger» o
«escoger». De ahí que
intelligere comunique el
significado de reunir ele-
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Saber Electrónica 21
mentos, escoger entre ellos y formar ideas, com-
prender, conocer.
De modo genérico, la actividad intelectiva
agrupa, mediante un intrincado dispositivo neu-
rológico, los procesos de la percepción, formación
de impresiones, memorización, cotejo de imá-
genes, elección y gradación de éstas, compren-
sión y conocimiento. No es absurdo pensar que
una máquina de extraordinaria perfección alcance
a realizar estas tareas. También puede enten-
derse que el objetivo de una máquina pensante
se circunscriba a ámbitos más lógicos que cre-
ativos, o emotivos, si parece remota una creación
completa por medios artificiales de inteligencia.
Resulta difícil hacer una síntesis de la profusa
polémica entre los que creen y los que no creen
en la posibilidad de producir una inteligencia arti-
ficial. La breve exposición de sus respectivos
argumentos arroja la luz suficiente acerca de sus
enfrentadas posiciones y despliega un plano
teórico que culmina un asombroso edificio de tra-
bajos y experiencias desde los años cincuenta.
Unos y otros, tanto los que argumentan a favor
como en contra, parten de unos presupuestos
comunes que recogen los distintos ámbitos en
que se fundamenta y manifiesta la inteligencia:
• percepción
• asociación
• memoria
• imaginación o creatividad
• razón
• conciencia
Sentadas estas capacidades, no menos
abstractas y elusivas que la cuestión que se
intenta dilucidar, los argumentos contrarios a la
inteligencia artificial se pueden resumir en los
siguientes puntos:
• Las máquinas carecen de creatividad.
• Las máquinas no disponen de conciencia.
• Las máquinas no pueden alcanzar unos
principios éticos con los que regir su conducta.
Frente a estos razonamientos negativos, los
especialistas que creen en la legitimidad de la
inteligencia artificial responden en los siguientes
términos:
• Si se produce el aprendizaje de las
máquinas y se sientan las bases de la creatividad.
• El estadio de conciencia y la ética no son
absolutamente imprescindibles para la afirmación
de la inteligencia y, posiblemente, puedan con-
quistarse.
Sea como fuere, no conviene dejarse prender
de la literalidad de la discusión. En el siglo XVII,
Descartes asentó la tesis de que lo único que no
funciona mecánicamente en el universo es nues-
tra capacidad de pensar. El ilustre racionalista
francés afirmó el mecanicismo de la materia y la
creatividad del pensamiento. En el presente siglo,
no obstante, se ha demostrado que ello no es así
mediante el uso de la computadora digital. La
computadora es capaz de operar simulando el
funcionamiento del cerebro y realizando así
mismo con mucha mayor rapidez y precisión al
menos algunas de sus actividades hasta ahora
privativas de él.
¿CreAtIvIdAd o MeCAnICIsMo?
Cuando se habla de la creatividad o del princi-
pio creativo se está admitiendo un salto cualitativo
con respecto al resto de los procesos mecánicos.
Es evidente que el pensamiento entraña una difi-
cultad de análisis muy seria; pero ello no quiere
decir que necesariamente haya de escapar a un
modelo de compleja causalidad para su estudio.
Respecto a la conciencia de las máquinas, su
carencia no impide su funcionamiento inteligente
ni tampoco es la prueba que no se pueda alcan-
zar la autoconciencia más adelante. Por
supuesto, el conocimiento que discierne entre las
cosas y el sujeto que conoce es superior al que
sólo conoce las cosas. En el primero se da la con-
ciencia. No obstante, desde un punto de vista
histórico, el ser humano ha ganado la conciencia
después de deambular durante períodos dilata-
dos por entre las cosas. Y su andadura inteligente
ya se había iniciado con anterioridad.
La vieja controversia sobre si es posible o no
la inteligencia artificial ofrece un vivo campo para
la dialéctica. Pero también se nutre de algo más
que argumentos. Las actitudes emotivas provo-
can torrentes de palabras, sin atender a lo que en
realidad está ocurriendo. Ello puede ser la expli-
cación de que la discusión se agote a medida que
deviene desfasada.
Lo cierto es que, paulatinamente, las computa-
doras están aprendiendo a ocuparse de una gran
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Artículo de tapa
22 Saber Electrónica
diversidad de tareas y que los sistemas expertos
en curso demuestran capacidad de aprender y
afinar en su actividad.
La inteligencia artificial generalmente se
expresa mediante la abreviatura l.A. Bajo esta
denominación se recogen las realizaciones y los
proyectos de la ingeniería del conocimiento. Si el
nombre parece pretencioso, puede tomarse como
la forma nominal para designar aparatos y sis-
temas tangibles, reales.
La I.A. tiene recorrido un largo trecho que se
inicia a mediados de los años cincuenta. El ele-
mento de arranque lo constituye la fabricación de
las primeras computadoras electrónicas en la
década anterior. La invención de la computadora
hizo posible el viejo ideal de los seres humanos:
crear inteligencia, disponer almacenes de infor-
mación y construir máquinas capaces de tratarla
y de elaborar conocimientos.
Etapas y campos de la inteligencia artificial
A pesar del empuje con que nació la l.A., las
etapas por las cuales ha ido evolucionando no
han resultado fáciles ni rápidas.
Históricamente se ha relacionado la aparición
de la ingeniería del conocimiento con los sistemas
automáticos para jugar a las damas y al ajedrez,
entre otros juegos. El titubeante juego de los
primeros avances de este tipo ha dado paso,
finalmente, a versiones que han alcanzado la cat-
egoría de maestros. En el origen se hallan los
primeros programas heurísticos. Entre ellos
destaca el «Logic Theorist» (LT, escrito en 1956).
El LT consistía en un novedoso programa de res-
olución general de problemas bien definidos,
como el de Las torres de Hanoi, El lobo y los
corderos, etc. De él se generan aplicaciones en
psicología experimental relativas a la teoría de la
resolución de problemas.
En la actualidad, la expresión «inteligencia arti-
ficial» todavía resulta opaca para el público. No
manifiesta realidades concretas en las que está
operando positivamente y, a la vez, resulta
demasiado amplia para ser asimilada de un
golpe.
La inteligencia artificial recoge en su seno los
siguientes aspectos fundamentales:
- sistemas expertos
- robots
- procesamiento de lenguaje natural
- modelos de conocimiento
- visión artificial.
Cada uno de los campos señalados responde
a sus propios objetivos. En ellos se aprecia la dis-
tribución de tareas y la investigación y realización
especializadas. Es común a todos ellos el objetivo
general de la inteligencia artificial. Y, así como
existen etapas de profundización y dispersión, los
progresos de cada campo revierten en los otros y
en una previsible reunión integral de estos
avances. La especialización puede ser un método
que responde a una necesidad transitoria: poste-
riormente, podrá ser tan sólo una forma de
rentabilización de acuerdo a las aplicaciones.
entender: Tener Idea Clara de las cosas
Resulta obvio que cuando se entiende algo, se
tiene una idea clara de ese algo. Lo que no esta
tan claro es que cuando uno dice entender algo,
no siempre se tiene una idea clara de ese algo.
Más confuso y problemático aún, es por ejemplo
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Saber Electrónica 23
con las mujeres, cuando a pesar de tener una
idea clara de ellas, difícilmente se les entiende. Si
este párrafo te ha confundido, vuelve a leer el
concepto y reflexiona, este proceso de leer y
reflexionar sobre lo leído, es la manera de clari-
ficar el concepto y por lo tanto, entenderlo.
ConoCer: Percibir el objeto como distinto de
todo lo que No es Él
El conocimiento va más allá del exterior del
objeto o sujeto, se refiere también a las carac-
terísticas internas o comportamiento del sujeto y
de sus reacciones a los estímulos del medio
ambiente y de las relaciones con otros sujetos.
Así pues, cundo decimos conocer algo debemos
poder diferenciarlo perfectamente de otras cosas
que pudieran aparecer ante nuestros ojos como
iguales.
Por ejemplo, debemos poder diferenciar per-
fectamente el bien, del mal, por más intentos que
alguien haga para presentarnos algo malo como
bueno, ¿oh no?.
rePresentACIón del ConoCIMIento
A continuación se muestran solo dos maneras
de representar el conocimiento.
• redes semánticas:
Información representada como conjunto de
nodos. Este método de representación es gráfico,
se tienen nodos que representan objetos, inter-
conectados entre sí mediante relaciones llamadas
arcos o flechas.
• Frames:
Describe clases de objetos en función de los
aspectos de los mismos. Este método es una
manera de organizar el conocimiento como una
colección de características comunes al con-
cepto, objeto, situación ó sujeto.
APrendIzAje
Cambio adaptativo que permite, al repetir una
tarea sobre la misma población, realizarla más
efectivamente.
Cuando una persona realiza la misma tarea,
una y otra vez, sin realizarla de una manera más
efectiva, decimos que esa persona no ha apren-
dido, al menos en relación a esa tarea.
Métodos de APrendIzAje
• Por Implantación: Cuando el
conocimiento es colocado en el sujeto, sin pasar
por un proceso previo de razonamiento, como la
simple memorización.
• Por Instrucción: Cuando el experto en un
dominio, presenta una serie de conceptos al
alumno siguiendo una estrategia predeterminada.
• Por Analogía: Cuando las similitudes
entre objetos se establecen de manera concisa y
breve.
• Por Ejemplos: Cuando después de utilizar
otro método, se presentan muestras ampliamente
descriptivas o gráficas de un conocimiento recién
expuesto.
• Por Observación: Método valioso cuando
se ha desarrollado un nivel razonable de compe-
tencia en el dominio seleccionado. Este método
nos permite detectar los detalles de la solución a
un problema en un ambiente no inventado.
• Por Descubrimiento: adquisición de
conocimiento sin la ayuda de alguien que ya tiene
ese conocimiento.
oBjetIvo de la IA:
Hacer de las computadoras, máquinas más
Útiles.
APlICACIones
• En Los Negocios
• En Ingeniería
• En Granjas
• En Las Minas
• En Hospitales
• En El Hogar
¿Qué pueden hacer Las Computadoras
dentro del área de la Inteligencia Artificial?
• resolver Problemas difíciles: Es cono-
cido que las computadoras pueden realizar cálcu-
los aritméticos a increíble velocidad, actualmente
no es extraño ver programas que realizan calculo
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
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Artículo de tapa
24 Saber Electrónica
integral y mucho más, como la resolución de
problemas mecánicos.
• Ayudar a los expertos a Analizar y
diseñar: Algunos programas sirven para auxiliar
a los médicos para analizar ciertos tipos de enfer-
medad, otros para entender el funcionamiento de
circuitos electrónicos y otros más nos auxilian en
la configuración de los módulos que conforman
sistemas complejos de equipo de computo.
• entender Inglés sencillo: Para el ser
humano la manera natural de comunicarse es a
través del lenguaje. Esto es lo que ha motivado un
gran interés por desarrollar esta misma habilidad
en las computadoras. Para el entendimiento de
un lenguaje natural escrito como el inglés se
puede utilizar, entre otras, la técnica de palabras
clave, esta técnica intenta inferir el significado de
la comunicación a partir del propio significado de
las palabras clave. Esta técnica ha probado su
ineficiencia en contextos donde las palabras
claves utilizadas pueden tener múltiples significa-
dos.
• entender Imágenes simples:
Computadoras equipadas con los dispositivos
adecuados (cámaras de TV etc.), pueden ver lo
suficiente para tratar con un espacio limitado, los
objetos que ahí se encuentran y la relación que
guarda uno con respecto del otro.
• Ayudar a Manufacturar Productos:
Actualmente máquinas de propósito específico
auxilian en trabajos que el hombre considera peli-
groso, aburrido, o poco remunerado. El pasar de
máquinas de propósito especifico a robots
inteligentes, requiere de agregar muchas capaci-
dades, una de ellas es la de razonar acerca del
movimiento en tres dimensiones, tal como el
requerido para mover una caja de un estante a
otro en un almacén.
¿Cómo sabremos cuando tengamos éxito
al construir un programa INTELIGENTE?
EN 1950 Alan Turing propuso: La PRUEBA de
TURING
Cuando la combinación de Software y
Hardware nos de como resultado el que personas
normales en nuestra sociedad no puedan deter-
minar si quien ha estado respondiendo a sus pre-
guntas es un ser humano o una computadora,
entonces podremos decir que hemos logrado el
objetivo de construir un programa inteligente.
AreAs de lA IntelIGenCIA ArtIFICIAl
• robótica: Aun cuando los robots no son
como se les muestra en las películas de cine o
televisión, realmente pueden llegar a tener la
capacidad de realizar actividades sorprendentes,
sobre todo son utilizados en la fabricación de pro-
ductos, donde las tareas son repetitivas y aburri-
das. Son muy solicitados en ambientes peligrosos
para el ser humano, como en el manejo de explo-
sivos, altas temperaturas, atmósfera sin la canti-
dad adecuada de oxígeno y en general bajo
cualquier situación
donde se pueda
deteriorar la salud.
La mayoría de los
robots tienen un
brazo con varias
uniones móviles y
partes prensiles,
donde todos sus ele-
mentos son controla-
dos por un sistema
de control progra-
mado para realizar
varias tareas bajo
una secuencia de
pasos preestableci-
dos. Los investi-
gadores de IA pre-
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Saber Electrónica 25
tenden adicionar al robot métodos y técnicas que
le permitan actuar como si tuviera un pequeño
grado de inteligencia, lo cual pretenden lograr con
la conjunción de todas las áreas de la IA.
• reconocimiento de patrones: El estu-
dio del área de la visión trata con la necesidad
identificar objetos o imágenes y utilizar esta infor-
mación en la resolución de problemas, debido a
que aquí se usa una técnica exhaustiva de
búsqueda y comparación de patrones, un sistema
con esta característica, puede llegar a detectar
detalles que normalmente se escapan a la obser-
vación humana.
Para tener una visión estereoscópica se tiene
la necesidad de utilizar dos cámaras de visión, las
cuales requieren de captar la imagen analógica y
convertirla a digital a una velocidad de 30 imá-
genes por segundo, esto requiere de una gran
cantidad de recursos computacionales para
realizar las investigaciones por lo que los avances
en esta área son lentos.
lA resoluCIón de ProBleMAs
Algunos problemas se solucionan por proced-
imientos determinísticos que garantizan el éxito
(algoritmos computables). Otros son problemas
cuya solución no es obtenida mediante el cóm-
puto. Esos otros problemas se resuelven por la
BUSQUEDA de la solución. Este Método de solu-
cionar problemas es el que se aplica en I.A.
La búsqueda exhaustiva consume recursos y
tiempo. A continuación se muestran solo dos
maneras de realizar BUSQUEDAS:
• depth-First searching
En este método se realiza la busqueda
bajando de nodo en nodo por la izquierda hasta
llegar al último, después se sube un nodo para
continuar por el que se encuentra a la derecha,
bajando por la izquierda y así sucesivamente
hasta encontrar la solución
• Breadth-First searching
En este método se realiza la búsqueda
bajando un nodo, subiendo y bajando al que se
encuentra a la derecha y así sucesivamente hasta
que se acaba el nivel, después se baja al nodo de
la extrema izquierda para decender al siguente
nivel y continuar con la búsqueda en todo ese
nivel, tal como se describió para el nivel anterior y
se continúa así hasta encontrar la solución.
• evaluación de Búsquedas
Qué tan rápido se encuentra la solución.
Qué tan buena es la solución.
HeurístICA
Información mediante la cual podemos selec-
cionar como mejor un nodo.
sistemas expertos
Los sistemas expertos o especializados consti-
tuyen una instrumentalización de la l.A. apasion-
ante y muy útil. Son sistemas que acumulan saber
perfectamente estructurado, de tal manera que
sea posible obtenerlo gradualmente según las
situaciones. Aquí desaparece el concepto de
información en favor del de saber. Un sistema
experto no es una biblioteca que aporta informa-
ción, sino un consejero o especialista en una
materia de ahí que aporte saber, consejo experi-
mentado.
Un sistema experto es un sofisticado programa
de computadora. Posee en su memoria y en su
estructura una amplia cantidad de saber y, sobre
todo, de estrategias para depurarlo y ofrecerlo
según los requerimientos. Ello convierte al sis-
tema (software-hardware) en un especialista en la
materia para lo que está programado; se utiliza
como apoyo o elemento de consulta para investi-
gadores, médicos, abogados, geólogos, y otros
profesionales. En la actualidad existe un gran
número de sistemas expertos repartidos entre los
campos más activos de la investigación y de la
profesionalidad.
Veamos un ejemplo. Se trata de INTERNIST,
un sistema experto en medicina. La medicina
atrae, por el momento, buena parte de la atención
de los diseñadores de sistemas y cuenta con el
mayor número de programas. El sistema
INTERNIST contempla el diagnóstico de las
enfermedades de medicina interna u hospitalaria.
Fue desarrollado en la universidad norteameri-
cana de Pittsburg en 1 977.
En los centros médicos que disponen de dicho
sistema, el médico acude a la consola de la com-
putadora después de haber reconocido al
paciente y haber realizado los análisis que cree
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 25
Artículo de tapa
26 Saber Electrónica
pertinentes. Entonces la máquina solicita al
médico información sobre el paciente, y se
establece una conversación a través de la pan-
talla y el teclado, similar a la que se establecería
entre un médico y un reputado especialista al que
se acude para contrastar un diagnóstico.
La computadora recibe el historial médico del
enfermo, los síntomas y los resultados de prue-
bas y análisis. Con esta información, el sistema
experto relaciona los datos de forma muy elabo-
rada y comienza por desechar posibles diagnósti-
cos hasta que llega a los que parecen más prob-
ables. Finalmente, elige uno y lo da a conocer con
todo el detalle del proceso. Luego justifica su
elección y el porqué de la posible enfermedad:
cuadro clínico, historial, tratamiento, posibilidades
de error, etcétera.
La elaboración de los sistemas expertos exige
el despliegue de un amplio equipo de ingenieros
de l.A. y una larga tarea de organización del
saber. El equipo trabaja con algún especialista en
la materia de la aplicación; en el caso del
INTERNIST, con brillantes y especializados médi-
cos. Estos especialistas son denominados «infor-
mantes». La meta consiste en plasmar computa-
cionalmente los «pasos» que el informante sigue
para descartar unos diagnósticos y escoger el
más acertado. Ello requiere pacientes sesiones
para trasvasar el conocimiento del médico espe-
cialista a una programación que ha de incluir pro-
cedimientos de diagnóstico y conocimientos de
enfermedades.
el lenGuAje nAturAl y
otros áMBItos de lA I.A.
Un gran objetivo, no carente de una abru-
madora complejidad, se cifra en el tratamiento del
lenguaje natural. Este objetivo consiste en que las
máquinas computacionales (y sus aplicaciones en
robótica) puedan comunicarse con las personas
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Saber Electrónica 27
sin ninguna dificultad de comprensión, ya sea
oralmente o por escrito. Aquí encontramos la real-
ización de un sueño largamente alimentado:
hablar con las máquinas y que éstas entiendan
nuestra lengua y, también, que se hagan entender
en nuestra lengua.
La síntesis del lenguaje y el reconocimiento de
voz forman dos aspectos del mismo propósito.
Los logros que se han conseguido resultan a
todas luces parciales e insuficientes, pero alenta-
dores. Ciertas máquinas pueden interpretar las
gráficas de textos escritos y reproducirlos oral-
mente: leen los textos en voz alta.
Uno de los avances de este tipo (que sin duda
representará una evolución notable en poco
tiempo) es el programa FRUMP, elaborado en la
universidad de Yale. FRUMP es capaz de leer his-
torias cortas y resumirías escuetamente con una
gramática correcta y una expresión convincente.
Para lograr que las computadoras compren-
dan la lengua en la que la persona se expresa, es
preciso pasar por una dilatada cadena de investi-
gaciones en el campo de la acústica y ondas de
lenguaje, análisis fonético y articulación, reglas de
formación de frases o análisis sintáctico, el
dominio semántico o de los conceptos y, final-
mente, el análisis global de los actos de comuni-
cación o pragmática.
El tratamiento del lenguaje natural tendrá una
repercusión difícilmente imaginable. Su aplicación
se extenderá al hasta ahora cegado camino de la
traducción automática del lenguaje. Los textos o
expresiones de una lengua se verterán de man-
era automática e inmediata a otra lengua o
idioma. Se prevé alcanzar mecánicamente un 90
por ciento de precisión, y el resto del material de
traducción será tratado por personal especial-
izado.
Junto al lenguaje, aparece otro objetivo capital,
consistente en el tratamiento de gráficos y la
visi6n artificial. De este planteamiento se des-
granan aspectos como los de la percepción elec-
trónica, selección y almacenamiento de imá-
genes, reconocimiento visual de formas y objetos,
producción de imágenes y diseño industrial
(CADICAM), etcétera.
En último lugar, simplemente por el hecho de
permitir la reunión de progresos de los otros obje-
tivos, se encuentra la robótica.
eleMentos de lA I.A.
En verdad, la inteligencia artificial consiste en
la asimilación de los procesos inductivos y deduc-
tivos del cerebro humano. Este intento de
imitación se enfrenta a duras restricciones del
hardware. Una computadora no es un cerebro; su
complejidad electrónica se encuentra a una dis-
tancia abismal de la superior complejidad neu-
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
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Artículo de tapa
28 Saber Electrónica
rológica de aquél. La inteligencia artificial acepta
el reto de la imitación de los procesos del cerebro
aplicando mucho ingenio para aprovechar los
medios de que se dispone y que se elaboran.
Sea cual sea la aplicación de que se trate, la
l.A. se sustenta sobre los dos elementos sigu-
ientes:
• Estrategias de comportamiento inteligente.
• Saber o saberes.
Como se podrá apreciar, estos elementos for-
man una construcción coherente, son forma y
contenido, o estructura y materia.
El primer elemento es el de las estrategias de
comportamiento inteligente; se conjuga en la dis-
posición de reglas para formular buenas inferen-
cias o conjeturas y, también, en su uso para la
búsqueda de una solución a la cuestión o tarea
planteada. De esta forma, las estrategias son la
parte estructural o formal.
Por oposición, el segundo elemento significa lo
material o el contenido, y, por tanto, varía en cada
caso de un modo más profundo; se trata del
saber. En realidad, no se puede pretender reunir
el saber, sino los saberes. Por ejemplo, cada sis-
tema experto posee en memoria todos los
conocimientos distintivos que tendría un especial-
ista en la materia, sea un médico, un abogado o
un químico. El saber que se recoge tiene un
carácter especializado y alcanza un volumen con-
ceptual considerable.
La estructura que presenta un sistema de
información inteligente consta de tres niveles per-
fectamente integrados en una superarquitectura
microelectrónica. Son tres niveles que cubren
desde la relación exterior hasta la profunda orga-
nización interior. Éstos son:
• nivel externo. Sirve para relacionar a la
máquina con el medio y el ser humano. Este nivel
está integrado por el tratamiento del lenguaje nat-
ural y el tratamiento de fas imágenes. Con estos
instrumentos la máquina percibe inteligentemente
las señales que se le envían sin codificación
especial, y adquiere un conocimiento.
• nivel medio. En él se halla el sistema de
resolución de problemas. La instrumentalización
de esa capacidad se realiza mediante los sis-
temas expertos, que se configuran merced a unas
estrategias de operación y una base de
conocimientos orgánicamente ralacionados.
• nivel profundo. Este último nivel corre
paralelo a las funciones más profundas del cere-
bro. En él se sitúa, como proyecto, la capacidad
de «aprender» automáticamente de la máquina.
Tal proceso se concibe como la interpretación de
diversas experiencias y su organización ade-
cuada para ser utilizada en su caso. Finalmente,
el nivel profundo está constituido por la base de
conocimientos generales y la flexibilidad para
ampliarse por si misma.
Con el progreso de la tecnología para unir
nervios humanos a los circuitos eletrónicos y de
producir elementos bio-mecánicos, con compo-
nentes electrónicos y los avances en el área de la
Inteligencia Artificial, no pasara mucho tiempo
antes que el hombre pase del umbral de crear un
Organismo Bio-Electro-Mecánico, con capaci-
dades de razonamiento y resolución de proble-
mas.
La Cibernética es la ciencia que se ocupa de
los sistemas de control y de comunicación en las
personas y en las máquinas.
La biónica es la cien-
cia que estudia los: principios de la organización
de los seres vivos para su aplicación a las necesi-
dades técnicas. De esta se deriva la construcción
de modelos de materia viva, particularmente de
las moléculas proteicas y de los ácidos nucle-
icos.
La Robótica es la técnica que aplica la infor-
mática al diseño y empleo de aparatos que, en
substitución de personas, realizan operaciones o
trabajos, por lo general en instalaciones industri-
ales.
Nacido de la unión de la cibernética con la
fisiología, se llamara "cyborg". Su constitución
contendrá glándulas electrónicas y químicas,
estimulados bioeléctricos, el todo incluido en un
organismo cibernetizado.
La Cibernética puede
ser considerada como una adquisición suma-
mente aprovechable para la evolución científica.
Desde el estudio del comportamiento de la célula
nerviosa, la neurona, hasta el del individuo en su
conjunto, ofrece un inmenso campo de investiga-
ciones, particularmente a la medicina.
Franck, el primer hombre biónico del mundo
El Instituto Smithsonian de Washington pre-
sentó al hombre biónico Franck, construido con
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Saber Electrónica 29
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
Figura 10. FrAnCK
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Artículo de tapa
30 Saber Electrónica
órganos y extremidades artificiales que es capaz
de hablar, caminar, respirar, ver, escuchar y,
además, tiene un corazón mecánico que hace cir-
cular sangre artificial por sus venas de plástico.
Franck, el hombre biónico, es el resultado de
juntar todas las partes del cuerpo humano bióni-
cas que existen actualmente y que han desarrol-
lado diferentes equipos de investigadores. Se
expondrá al público en el Museo Nacional del Aire
y el Espacio de Washington.
Su presentador, Bertolt Meyer, señala: “este
hombre puede hacer muchas cosas, pero tam-
bién hay muchas cosas que no puede hacer”.
¿CóMo es FrAnCK?
Franck tiene una cámara de video y unos
implantes que le permiten ver y escuchar a través
de un aparato, dispone de un corazón artificial
(que ya utilizan algunos pacientes) que bombea
un prototipo de sangre aún experimental, así
como de un pulmón (al que le llega aire desde
una tráquea de plástico), un riñón y un páncreas
artificiales, figura 10.
También camina, porque tiene prótesis de
caderas, rodillas, tobillos y pies, puede sujetar
objetos gracias a sus manos biónicas y está
conectado a un programa informático que le hace
hablar.
No obstante, Franck es un “hombre” incom-
pleto: entre otros órganos, le faltan el cerebro y el
hígado, y tampoco tiene estómago, por lo que no
puede comer.
“No puede hacer mucho porque le falta un
cuerpo central en el que interactúen todos los
aparatos”, detalló Meyer, por lo que señaló que el
reto de la biónica en los próximos años es “mejo-
rar la interrelación entre los órganos artificiales y
el cuerpo humano”.
Meyer destacó, en todo caso, que este hombre
biónico incorpora un “exoesqueleto robótico, que
puede ser la silla de ruedas del futuro para que
quien tenga las piernas paralizadas puedan recu-
perar la capacidad de andar”. También avanzó que
el documental que Franck protagoniza reflexiona
sobre las implicaciones éticas de los descubrim-
ientos de la tecnología biónica. “¿Reemplazaría la
gente órganos naturales sanos por otros artificiales
si fueran mejores?”, se preguntó.
IMPresorAs 3d PArA HACer PrótesIs
Los ojos del mundo vuelven a posarse sobre la
Argentina y esta vez no se trata de ningún logro
futbolístico el que nos eleva al plano de interés
universal, sino de una noticia científica: un grupo
de emprendedores argentinos que forma parte de
la empresa Darwin Research desarrolló una
impresora 3D pensada para fabricar próstesis de
manos de alta calidad y a bajo costo.
Los desarrolladores trabajan en esa compañía
liderada por Rodrigo Perez Weiss y Gino Tubaro,
que busca evolucionar de forma sustentable con
la tecnología. Estos jóvenes han logrado ayudar
en casos como el de Felipe Miranda, un niño de
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Saber Electrónica 31
11 años que hoy puede disfrutar de una prótesis
de mano gracias a esta impresora 3D, a un costo
infinitamente menor que si la hubiera adquirido.
Esa prótesis cuesta 40.000 dólares, pero la que
diseñó este grupo de argentinos se fabrica con
200 dólares.
Felipe nació sin dedos en su mano izquierda y
gracias a su prótesis ahora puede pescar, agarrar
un mate e incluso practicar para ir al arco en un
picado entre amigos.
El prototipo inicial estuvo basado en uno de
licencia abierta, cuyos “planos” estaban alojados
en el sitio Thingiverse. Los emprendedores de
Darwin Research lo descargaron, lo adaptaron y
lo mejoraron según su criterio. De esa manera,
con un costo de 200 dólares y un diseño
mecánico simple, Felipe ya disfruta de su nueva
mano, una prótesis hecha con la Impresora 3D T-
125 de Kikai Labs.
La impresora
De este modo, Kikai Labs se convirtió en el
primer fabricante argentino en producir impreso-
ras 3D en serie. Se trata de un modelo diseñado
por el director de desarrollos de la compañía,
Javier Ameghino, que cuenta con un hot end a la
altura de los mejores del mundo, que ofrece fia-
bilidad y facilidad de uso a la impresora, además
de gran calidad de los objetos que se imprimen.
Asimismo, cuenta con un mecanismo de
extrusión, derivado del wade pero adaptado a fil-
amento de 1.75mm y
hecho en tamaño
reducido. Permite
imprimir objetos utilizando
plásticos ABS y PLA, con
un volumen de impresión
de 20cm x 20cm x 19.5cm
(expresado como base x
ancho x alto). La impre-
sora tiene una carcaza de
diseño propio fabricada
por corte láser en MDF de
5,5mm. Además, cuenta
con electrónica RAMPS
1.4, con procesador
Arduino Mega 2560, que
permite utilizar la mayor
selección de software.
La T-125 de Kikai Labs,
que posee conexión vía
USB para controlar desde cualquier computadora
-compatible con Windows, OS X o Linux-, no
requiere de calibraciones complicadas y se ofrece
lista para usar, ensamblada y probada.
PrótesIs de MAno A PArtIr de IMPresorA 3d
Ahora un opción más se suma al uso de las
impresoras 3D, gracias a Build It Workspace, un
estudio de impresión en 3D que además de real-
iza impresiones comerciales también enseña a la
gente a utilizar estas impresoras.
Faith Lennox es una niña de tan sólo 7 años
que hace algún tiempo perdió la mano tras un
accidente. Todo parecía apuntar a que esto le pri-
varía de tener una infancia normal y hacer cosas
que hacen todos los niños como montar en bici-
cleta o jugar al baloncesto, pero con la ayuda de
una impresora en 3 dimensiones Faith ha con-
seguido tener una mano artificial que le permite
hacer todas estas cosas.
En un principio, la niña no tenía demasiadas
intenciones de ponerse una mano artificial hasta
que vio que podía diseñarla a su gusto y hacerla
realidad por tan solo 50 dólares.
Para la creación de la mano, los padres de
Faith se pusieron en contacto con la organización
E-Nable, que les ayudaría a crear una prótesis
mediante el uso de una impresora 3D. Pero al
tratarse de una tecnología demasiado nueva, la
cibernética y prótesis con Impresoras 3d
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Artículo de tapa
32 Saber Electrónica
lista de espera para conseguirlo era enorme. Todo
cambió cuando el hijo de un amigo de los padres
de la niña fue con su grupo Scout a hacer una
visita a Built It WorkSpace, una organización que
enseña a utilizar nuevas tecnologías, entre las
que se encuentran las impresoras tridimension-
ales. Tras ponerse en contacto con la asociación,
vieron que crear su propia prótesis no era algo
imposible.
Aunque la compañía con la que se pusieron en
contacto tenía varios años de experiencia en
impresión 3D, era la primera vez que se disponían
a crear algo tan útil como una mano de este tipo.
De esta manera, con la ayuda del software abierto
y la guía de E-Nable, en conjunto con las especi-
ficaciones de Faith se creo la mano.
De hecho, los dedos de la mano artificial están
hechos en azul y rosa, que son los colores
favoritos de Faith. “Los padres de la niña no han
buscado algo que parezca natural ni que pase
desapercibido, sino simplemente algo que se
adapte a los gustos de su hija. Cuando sea mayor
ya tendrá tiempo de pensar en una prótesis un
poco más discreta, pero de momento ella es feliz
con su mano robot
diseñada por ella y
creada en sus col-
ores favoritos”,
refieren los dis-
eñadores.
Ahora Faith podrá
dibujar, jugar con
muñecas y montar
en bicicleta como
cualquier otra niña
de su edad.
Historias como esta
son las que nos
demuestran que la
tecnología, aunque
a veces pueda
parecer deshuman-
izada, puede ser
una gran ayuda
para mejorar con-
siderablemente la
calidad de vida de
muchas personas.
Actualmente en
México una inicia-
tiva similar se esta
llevando a cabo en conjunto con la fundación E-
Nable y la compañía Grupo XDS. J
BIBlIoGrAFíA
MECANICA POPULAR, Volumen 52-02, año
1999. "El Nuevo Hombre Bionico"
MIKELL P. Groover, ROBOTICA INDUSTRIAL,
Mc Graw Hill.
EL MUNDO DE LA COMPUTACIÓN, Editorial
Oceano. Volumen 3 y 4.
www.monografias.com/trabajos/cibernetica/cib
ernetica.shtml#ixzz3rIl17Wow
www.monografias.com/trabajos/cibernetica/cib
ernetica.shtml#ixzz3rIjTeQxm
www.unocero.com/2015/04/05/protesis-de-
mano-a-partir-de-impresora-3d
www.mexico.cnn.com/tecnologia/2013/10/18/e
l-hombre-bionico-franck-da-sus-primeros-pasos-
en-un-museo-de-eu
www.fundaciongutenberg.edu.ar/component/c
ontent/article/8/368-dar-felicidad-con-la-impre-
sion-3d-de-la-protesis-de-una-mano
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Artapase338

  • 1. CibernétiCa Con impresoras 3D Cómo realizar prótesis ControlaDas eleCtróniCamente La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las per- sonas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes. El nacimiento de la cibernética se estableció en el año 1942. La unión de diferentes ciencias como la mecánica, electrónica, medicina, física, química y computación, han dado el surgimiento de una nueva doctrina llamada Biónica, La cual busca imitar y curar enfermedades y deficiencias físicas. A todo esto se une la robótica, la cual se encarga de crear mecanismos de control los cuales funcionen en forma automática. Los avances conducen al surgimiento de los Cyborg, organismos Bio-mecánicos que buscan imitar la naturaleza humana. Han pasado varios años desde que ingenieros, ini- ciaron la carrera hacia la automatización, hasta hoy todos esos avances han producido grandes resul- tados y avances. Hoy, con las modernas impresoras 3D se han conseguido resultados extraordi- narios para la adecuación de partes cibernéticas que ayudan al desarrollo del hombre y que presentamos en este artículo. descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba. EEdicióndición ddigitaligital dEdE SSabErabEr EElEctrónicalEctrónica Contenido de la ediCión digital de Saber eleCtróniCa ElEctrónica y MEdicina: “PEsE a la crisis continuaMos nuEstro suEño” ud. está a punto de leer un ejemplar ya circulado de saber Electrónica pero le brindamos la des- carga gratuita de la edición digital, 3 Paquetes Educativos y mucha información adicional. Tal como estamos diciendo desde hace varias ediciones, nuestra editorial se sustenta con la venta de las revistas (ya que casi no tenemos ingresos por publicidad), por lo que si no cobramos “no podemos pagar” por lo cual, para poder imprimir necesitamos el dinero “para pago prácticamente de contado”. Estamos trabajando para superar esta etapa. Somos reiterativos… “no nos pagan lo que nos deben” y sabemos los tiempos de la justicia… por lo tanto, para poder seguir “vivos”, como todos los meses, le brindamos la oportunidad de descargar GRATIS la edición digital de Saber Electrónica correspondiente a este mes, cuyos temas se detallan en las siguientes páginas. Para realizar la descarga diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, ingrese en la web, haga clic en el ícono password y coloque la clave “saberdig3pack”. Bien, ya tiene material para todo el mes así es que: ¡A disfrutarlo! ing. Horacio daniel Vallejo 3 pag 3 y 4 SE 332.qxd:lx1435.qxd 17/11/15 10:50 Página 3
  • 2. SabEr ElEctrónica digital nano-Drones para Combatir el Colesterol en la sangre La ciencia avanza vertiginosamente, pues se trata de nanopartículas que actúan como una especie de drones miniatura. Unas nanopartículas que actúan como una especie de drones miniatura podrían eliminar las placas de colesterol acumulado en las arterias, según un estudio médico descrito por estudiosos, expertos en ciencia médica. Aún faltan experimentos por hacer, pero los médicos ya están entusiasmados por esta posible alternativa para combatir la arteriosesclerosis –la obstrucción de las arterias por formaciones de grasa–, una de las primeras causas de mortalidad en Estados Unidos y otros países desarrollados. “Es el primer ejemplo de una tecnología especí- fica que utiliza nanopartículas para reducir la arteri- oesclerosis en un modelo animal” En este artículo explicamos diferentes aspectos de este proyecto y cómo se pueden controlar elec- trónicamente pequeños dis- positivos que permitan “explo- rar” el interior del cuerpo humano y poder establecer parámetros de tratamiento. descargue el artículo com- pleto desde nuestra web con los datos brindados más arriba. otros artíCulos De la eDiCión Digital Los artículos destacados de la edición Nº 330 de Saber Electrónica son: Las Cocinas de Inducción: expermientos de electromagnetismo. Montajes Prácticos Distribuidor de FM Interruptor Crepuscular Indicador de Fugas Desarme y Reconocimiento de Partes en el Teléfono Apple iPhone 6. descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba. reparaCión De impresoras con Kit de tinta Continua Muchas veces hemos oído hablar de rellenar cartuchos y de resetear impreso- ras, sin embargo, cada vez más se emplean sistemas de impresión con sistemas de flujo continuo de tinta ¿Qué es un sistema de flujo continuo? Básicamente son los sistemas que usan los ploters. Todos hemos visto los enormes rótulos que se usan hoy en día, los cuales han sido impresos y no pintados como se hacia antes. Tomando como base los sistemas de alimentación de tinta usados por estas impreso- ras gigantes para generar rótulos, se han creado los sistemas de tinta continua para impresoras de escritorio. Estos no son mas que un cartucho modificado al cual se le conectan mangueritas por las cuales fluye tinta proveniente de un contenedor el cual puede ser un frasco de plástico o vidrio de cualquier tamaño, dándonos así un sistema de "flujo continuo de tinta" para nuestra impresora, controlado por un sistema electrónico que describimos en esta nota. Se dice que es de flujo continuo ya que a simple vista podemos ver cuando la tinta empieza a termi- narse en los frascos, de manera que podamos llenarlos nuevamente sin tener siquiera que tocar los car- tuchos. descargue la nota completa desde nuestra web con los datos brindados más arriba. 3 pag 3 y 4 SE 332.qxd:lx1435.qxd 17/11/15 10:50 Página 4
  • 3. Saber Electrónica 5 AA rtículortículo dede ttApAApA La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes. El nacimiento de la cibernética se estableció en el año 1942. La unión de diferentes ciencias como la mecánica, electrónica, medicina, física, química y computación, han dado el surgimiento de una nueva doctrina llamada Biónica, La cual busca imitar y curar enfermedades y deficiencias físicas. A todo esto se une la robótica, la cual se encarga de crear mecanismos de control los cuales funcionen en forma auto- mática. Todo esto ha conducido al surgimiento de los Cyborg, organismos Bio-mecáni- cos que buscan imitar la naturaleza humana. Han pasado varios años desde que inge- nieros, iniciaron la carrera hacia la automatización, hasta hoy todos esos avances han producido grandes resultados y avances. En este trabajo se hace un resumen de los avances en estas áreas: Cibernética, Robótica, Biónica e Inteligencia Artificial. Por Alberto Cuesta, sobre un trabajo de Giovanny Guillén Bustamante CibernétiCa Con impresoras 3D Cómo realizar prótesis ControlaDas eleCtróniCamente 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 5
  • 4. Artículo de tapa 6 Saber Electrónica IntroduCCIón La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en las máquinas, estudiando y aprovechando todos sus aspectos y mecanismos comunes. El nacimiento de la cibernética se estableció en el año 1942, en la época de un con- greso sobre la inhibición cerebral celebrado en Nueva York, del cual surgió la idea de la fecundi- dad de un intercambio de conocimiento entre fisiólogos y técnicos en mecanismos de control. Cinco años más tarde, Norbert Wiener uno de los principales fundadores de esta ciencia, propuso el nombre de cibernética, derivado de una palabra griega que puede traducirse como piloto, timonel o regulador. Por tanto la palabra cibernética podría significar ciencia de los mandos. Estos mandos son estructuras con elementos especial- mente electrónicos y en correlación con los mecanismos que regulan la psicología de los seres vivientes y los sistemas sociales humanos, y a la vez que permiten la organización de máquinas capaces de reaccionar y operar con más precisión y rapidez que los seres vivos, ofre- cen posibilidades nuevas para penetrar más exactamente las leyes que regulan la vida general y especialmente la del hombre en sus aspectos psicológicos, económicos, sociales etc.
Dentro del campo de la cibernética se incluyen las grandes máquinas calculadoras y toda clase de mecanis- mos o procesos de autocontrol semejantes y las máquinas que imitan la vida. Las perspectivas abiertas por la cibernética y la síntesis realizada en la comparación de algunos resultados por la biología y la electrónica, han dado vida a una nueva disciplina, la biónica. La biónica es la cien- cia que estudia los: principios de la organización de los seres vivos para su aplicación a las necesi- dades técnicas. Una realización especialmente interesante de la biónica es la construcción de modelos de materia viva, particularmente de las moléculas proteicas y de los ácidos nucleicos.
Conocer bien al hombre es facilitar la elección de las armas necesarias para combatir sus enfermedades. Por tanto, es natural ver una parte de las investigaciones orientarse hacia un mejor conocimiento de los procesos fisiológicos. Ayudándose de la química y de la física es como han podido realizarse grandes progresos. Si quiere proseguir un mejor camino, debe abrirse mas al campo de la mecánica y más aun al campo de la electrónica. En este aspecto se abre a la Cibernética.
La Robótica es la técnica que aplica la informática al diseño y empleo de aparatos que, en substitución de personas, real- izan operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones industriales. Se emplea en tareas peligrosas o para tareas que requieren una manipulación rápida y exacta. En los últimos años, con los avances de la Inteligencia Artificial, se han desarrollado sistemas que desarrollan tar- eas que requieren decisiones y autoprogramación y se han incorporado sensores de visión y tacto artificial.
Antes de conocer bien al hombre, la evolución científica exige ya la adaptación de lo poco que se conoce a un medio que se conoce apenas mejor. La vida en las regiones inter- planetarias trastorna completa- mente la fisiología y, el cambio brusco que sobreviene durante el paso de la tierra a otro plan- eta, no permite al hombre sufrir el mecanismo de adaptación. Es, por tanto, indispensable crear un individuo parecido al hombre, pero cuyo destino será aun más imprevisible, puesto que nacido en la tierra morirá en otro lugar.
Nacido de la unión de la cibernética con la fisi- ología, se llamara "cyborg". Su constitución contendrá glándu- 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 6
  • 5. Saber Electrónica 7 las electrónicas y químicas, estimulados bioeléctricos, el todo incluido en un organismo cibernetizado... sus padres, M.Clydes y N.Kline, abordan la ficción de una manera conc- reta, considerando que el hom- bre en el espacio, para prote- gerse de las radiaciones, tem- peraturas excesivas y acelera- ciones importantes, deberán cargar una escafandra enorme, hermética y emplomada, que le obliga a maniobrar delicadas y peligrosas para realizar el menor acto fisiológico; con riesgo, por lo demás, de transformar la escafandra en féretro. También, para evitar los múltiples inconvenientes, se exam- inara la creación de este nuevo ser.
El individuo, fuera de la escafandra, es extremadamente vul- nerable, hay que transformarlo para hacer de él un Cyborg. Colocado en una atmósfera cuya pre- sión sea diez veces menor, el hombre vería su sangre bullir y sus pulmones estallar. Un conver- tidor químico injertado en el vientre y colocado en el sistema circulatorio, cuyo papel seria rebajar la temperatura, como un simple sistema refriger- ador, y eventualmente participar en la oxige- nación de la sangre, bastaría.
El sistema endocrino será reemplazado por estimulados electrónicos que controlen la cantidad de adrena- lina en el caso de una estimulación suprarrenal o del azúcar sanguíneo (glucemia) en el caso de una estimulación hepática. Otro sistema endocrino artificial, un dispositivo de calen- tamiento automático, mantendría el cerebro en condiciones satisfactorias de funcionamiento; seria incluso prever un sistema de distribución de alimentos energéticos por medio de un mando electrónico.
Al ser muy larga la duración de los via- jes interplanetarios, como también las estancias, y si es cierto que se debe ver un cyborg llegar a la tierra, en el caso más favorable en pueda pro- ducirse el acontecimiento, estaríamos frente a un nuevo individuo. Su envejecimiento no será com- parable a la dulce madurez de un terrícola en la tierra, pero por su estructura particular, asis- tiríamos a la transformación profunda de todo su ser: una degeneración prácticamente completa de su sistema digestivo, pero en compensación, un cerebro mas desarrollado, que ofrecería un psiquismo muy particular que tal vez no tendría nada de humano.
La Cibernética puede ser con- siderada como una adquisición sumamente aprovechable para la evolución científica. Desde el estudio del comportamiento de la célula nerviosa, la neurona, hasta el del individuo en su conjunto, ofrece un inmenso campo de investiga- ciones, particularmente a la medicina.
 Métodos de lA CIBernétICA La cibernética ha encontrado sus primeros ele- mentos en el estudio de los reguladores, que se encuentran en biología y en el campo técnico.
En biología, el sistema nervioso nos ofrece dos for- mas de regulación análogas. Es el caso de las regulaciones neuro-endócrinas, que aseguran el mantenimiento del equilibrio en nuestro medio interior, aunque las regulaciones sean muy com- plejas y hayan de intervenir varios elementos cor- rectores que se anulan, se suman o se comple- mentan, para realizar finalmente este equilibrio; y por otro lado se encuentra el papel de los osmo- receptores en el control de la concentración osmótica del plasma; en este caso la hormona antidiurética desempeña un papel intermedio para regular la eliminación renal de agua.
La analogía es más sorprendente cuando se examinan los problemas musculares. El estar de pie, por ejem- plo, se posibilita mediante el juego de los múscu- los de la estática que, por una serie de contrac- ciones y dilataciones, aseguran el equilibrio del conjunto.
La flexión de una pata posterior engen- dra una serie de contracciones y relajaciones rít- micas, en tanto dura la flexión. Asistimos al fenó- cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 7
  • 6. Artículo de tapa 8 Saber Electrónica meno del "clonus", bien conocido en neuropa- tología, en los síndromes piramidales. N.Wiener, considerado como el padre de la cibernética, ha estudiado matemáticamente el fenómeno de clonus y ha podido establecer relaciones entre la experimentación y él calcula.
 Existen otras analogías, como los circuitos reverberantes u oscilantes que se encuentran en electrónica; algunos han conocido un determi- nado favor, como el esquema construido por Bucy para tratar de explicar la teoría de los movimien- tos involuntarios. La careoatetosis (movimientos incontrolados e involuntarios en varias zonas cor- porales )con sus movimientos desordenados y el mal de Parkinson con su temblor asociado a la parálisis, parecen responder a la existencia de cir- cuitos oscilantes entre la corteza cerebral y los núcleos de la base del cerebro.
Las calculadoras electrónicas y las maquinas de traducir no son mas que el embrión de una actividad cerebral supuesta, cuyo trabajo no corresponde probable- mente a lo que pasa realmente en los circuitos nerviosos.
Esta conclusión por pesimista que sea, no rebate sin embargo a los cibernéticos, cuyo fin no es revolucionar el mundo con los "robots", sino simplemente buscar mejor la forma de compren- der el funcionamiento de los organis- mos vivientes con ayuda de analogías mecánicas o eléctricas. Estas analogías no existen sino que a veces es necesario crearlas; esto es lo que ha dado lugar a los animales sintéti- cos (como tortugas, ranas e.t.c.).
 dIFICultAdes enContrAdAs Por lA CIBernétICA Algunos ejemplos muestran cuan del- icado es encontrar una relación entre el funcionamiento de una maquina y el de un órgano. La dificultad aumenta en cuanto se dirige a las contexturas nerviosas superiores. A este nivel, no existe ninguna maquina similar, porque la creación de maquinas nuevas que permitan la comparación Figura 1 Figura 2 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 8
  • 7. Saber Electrónica 9 implicaría un conocimiento perfecto de las estruc- turas nerviosas
"No hay que pedir a la cibernética que nos dé más de lo que nos pueda dar. No creo que se pueda esperar que nos suministre, por sí sola, en un porvenir mas o menos próximo, la solución del triple enigma de la vida, la conciencia y el pensamiento".
 Existen estudios emprendidos en los viajes espaciales, en donde el problema humano se hace primordial. BIónICA La medicina se ben- eficia de los des- cubrimientos las aplicaciones de la electrónica, se asiste sin embargo desde hace muchos años a un cambio inverso. Cuando dos disciplinas se fusio- nan, es muy raro que la colaboración se haga en sentido único; un día u otro hay un cambio mutuo. La aplicación de la biología a la electrónica, el estudio de los fenó- menos fisiológicos que puedan inducir los dispos- itivos electrónicos, ha incitado a los electrónicos a examinar su propia disciplina bajo un ángulo nuevo: La biónica. Los estudios de biología comparada, hechos en el conjunto del mundo viviente, han maravil- lado siempre a los cibernéticos. La naturaleza es un inmenso laboratorio donde se realizan continuamente experiencias; lo mas cibernética y prótesis con Impresoras 3d Figura 3 Figura 4 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 9
  • 8. Artículo de tapa 10 Saber Electrónica difícilmente seguramente saber observarlas e interpretarlas. Es probable que la biónica, antes de alcanzar la edad adulta, pasara por diferentes estados donde se imbricaran mas o menos la biología y la electrónica. No nos sorprendería ver montajes que contu- vieran órganos receptores provenientes del mundo animal, unidos entre sí mediante compo- nentes electrónicos, viviendo los órganos baña- dos en una solución fisiológica. Así se realizan cir- cuitos, entre diferentes módulos electrónicos y un determinado numero de módulos biológicos. Actualmente se han llevado a cabo varios avances en el campo de la biónica: 1) Músculos Biónicos (figura 1) 2) Nervios Biónicos (figura 2) 3) Naris Biónica (figura 3) 4) Ojo Biónico (figura 4) 5) Oido Biónico (figura 5) 6) Lengua Biónica (figura 6) 7) Estimulación Biónica (figura 7) En base a lo visto, en la figura 8 podemos observar la estructura de un hombre biónico. Todos estos avances en la Bionica han ayu- dado a la medicina a realizar grandes avances en la cura de enfermedades y deficiencias físicas. lA roBótICA Este término procede de la palabra robot. La robótica es, por lo tanto, la ciencia o rama de la ciencia que se ocupa del estudio, desarrollo y aplicaciones de los robots. Los robots son dispositivos compuestos de sensores que reciben datos de entrada y que pueden estar conectados a la computadora. Esta, al recibir la información de entrada, ordena al robot que efectúe una determinada acción. Puede ser que los propios robots dispongan de micro- procesadores que reciben el input de los sen- sores y que estos microprocesadores ordenen al robot la ejecución de las acciones para las cuales está concebido. En este último caso, el propio Figura 5 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 10
  • 9. Saber Electrónica 11 robot es a su vez una computadora. Al oír la pal- abra robot, a menudo se produce en nuestra mente la imagen de una máquina con forma humana, con cabeza y extremidades. Esta aso- ciación es fruto de la influencia de la televisión o del cine, cuyos anuncios o películas muestran máquinas con forma humana, llamadas androides, que general- mente son pura ficción, ya que o son hombres disfrazados de máquina o, si realmente son máquinas, no efectúan trabajos de los que el hombre se pueda aprovechar. En la actualidad, los avances tecnológicos y científicos no han permi- tido todavía construir un robot realmente inteligente, aunque exis- ten esperanzas de que esto sea posible algún día. Hoy por hoy, una de las finalidades de la con- strucción de robots es su intervención en los pro- cesos de fabricación. Estos robots, que no cibernética y prótesis con Impresoras 3d Figura 6 Figura 7 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 11
  • 10. Artículo de tapa 12 Saber Electrónica Figura 8 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 12
  • 11. Saber Electrónica 13 tienen forma humana en absoluto, son los encar- gados de realizar trabajos repetitivos en las cade- nas de proceso de fabricación, como por ejemplo: pintar al spray, moldear a inyección, soldar carro- cerías de automóvil, trasladar materiales, etc. En una fábrica sin robots, los trabajos antes men- cionados los realizan técnicos especialistas en cadenas de producción. Con los robots, el técnico puede librarse de la rutina y el riesgo que sus labores comportan, con lo que la empresa gana en rapidez, calidad y precisión. En los próximos cien años, seguramente en todas las fábricas del mundo encontraremos robots trabajando. HIstorIA de los roBots La investigación en esta área nació en la década de 1950 asegurando rápidos avances, pero se estancó por problemas aparentemente sencillos. En 1960 se construyó un robot que podía mirar una torre de cubos y copiarla, pero la falta de sen- tido común lo llevó a hacer la torre desde arriba hacia abajo, soltando los bloques en el aire. Hoy, los intentos por construir máquinas inteligentes continúan... y prometen maravillas. El estadounidense David H. Freedman - reconocido por Martin Gardner como uno de los mejores escritores científicos de EU- recopila en su libro Los Hacedores de Cerebros los princi- pales proyectos que se están desarrollando en el área de la IA. En forma ágil y entretenida, el editor de la revista Discover relata cómo esta rama trasciende ya el campo de la tecnología computacional y combina conocimientos de neurociencia, microbi- ología, biología evolutiva y zoología. Reproducimos aquí algunos de los principales proyectos. Breve HIstorIA de lA roBótICA • A mediados del siglo XVIII: J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de tamaño humano que ejecutaban piezas de música. • J. Jacquard inventó su telar, que era una máquina programable para la urdimbre. • 1805 H. Maillardet contruyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos. • 1946 El inventor americano O. C. Devol desarrolló un dispositivo controlador que podía registrar señales eléctricas por medios magnéti- cos y reproducirlas para accionar una máquina mecánica. La patente de Estados Unidos corre- spondiente se emitió en 1952. • 1951 Trabajo de desarrollo con teleoper- adores (manipuladores de control remoto) para manejar materiales radioactivos. Patentes de Estados Unidos relacionadas emitidas para Goertz (1954) y Bergsland (1958). • 1952 Una máquina prototipo de control numérico fue objeto de demostración en el Instituto de Tecnología de Massachusetts después de varios años de desarrollo. Un lenguaje de programación de piezas denominado APT (Automatically Programmed Tooling - Herramental Automáticamente Programado) se desarrolló posteriormente y se publicó en 1961. • 1954 El inventor británico C. W. Kenward solicitó una patente para diseño de robot. Patente británica emitida en 1957. • 1954 O. C. Devol desarrolla diseños para «transferencia de artículos programada». Patente de Estados Unidos emitida para diseño en 1961. • 1959 Se introdujo el primer robot comer- cial por Planet Corporation. Estaba controlado por interruptores de fin de carrera y levas. • 1960 Se introdujo el primer robot «Unimate», basado en la «transferencia de artícu- los programada» de Devol. Utilizaba los principios del control numérico para el control del manipu- lador y era un robot de transmisión hidráulica. • 1961 Un robot Unimate se instaló en la Ford Motor Company para atender una máquina de fundición en troquel. • 1966 Tralifa, una firma noruega, con- struyó e instaló un robot de pintura por pulver- ización. • 1968 Un robot móvil llamado «Shakey» se desarrolló en SRI (Stanford Research Institute). Estaba provisto de una diversidad de sensores, incluyendo una cámara de visión y sen- sores táctiles, y podía desplazarse por el suelo. • 1971 El «Stanford Arm», un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en Stanford University. • 1973 Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robot del tipo de cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 13
  • 12. Artículo de tapa 14 Saber Electrónica computadora para la investigación con la denom- inación WAVE. Fue seguido por el lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteri- ormente en el lenguaje VAL comercial para Unimation por Victor Scheinman y Bruce Simano. • 1974 ASEA introdujo el robot IRb6 de accionamiento completamente eléctrico. • 1974 Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para estructuras de motocicletas. • 1974 Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con control por computadora. • 1975 El robot «Sigma» de Olivetti se uti- lizó en operaciones de montaje, una de las primi- tivas aplicaciones de la robótica al montaje. • 1976 Un dispositivo de Remote Center Compliance (RCC) para la inserción de piezas en la línea de montaje se desarrolló en los laborato- rios Charles Stark Draper Labs en Estados Unidos. • 1978 Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine for Assembly) para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors. • 1978 El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones de taladrado y circulación de materiales en compo- nentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force ICAM (Integrated C o m p u t e r - A i d e d Manufacturing). • 1979 Desarrollo del robot del tipo SCARA (Selective Compliance Arm for Robotic Assembly) en la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA comer- ciales se introdujeron hacia 1981. • 1980 Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la Universidad de Rhode Island. Con el empleo de la visión de máquina, el sistema era capaz de captar piezas en orienta- ciones aleatorias y posiciones fuera de un recipi- ente. • 1981 Se desarrolló en la Universidad Carnegie-Mellon un robot de impulsión directa. Utilizaba motores eléctricos situados en las artic- ulaciones del manipulador sin las transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots. • 1982 IBM introduce el robot RS-l para montaje, basado en varios años de desarrollo interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo constituido por tres disposi- tivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje de robot AML, desarrollado por IBM, se introdujo también para programar el robot RS-1. • 1983 Informe emitido sobre la investi- gación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un «sis- tema de montaje programable-adaptable» (APAS), un proyecto piloto para una línea de mon- taje automatizada flexible con el empleo de robots. • 1984 Varios sistemas de programación fuera de línea se demostraron en la exposición Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran programas de robot utilizando gráficos. 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 14
  • 13. Saber Electrónica 15 roBots IMPulsAdos neuMátICAMente La programación de estos robots consiste en la conexión de tubos de plástico a unos mangui- tos de unión de la unidad de control neumático. Esta unidad está formada por dos partes: una superior y una inferior. La parte inferior es un secuenciador que pro- porciona presión y vacío al conjunto de manguitos de unión en una secuencia controlada por el tiempo. La parte superior es el conjunto de man- guitos de unión que activan cada una de las piezas móviles del robot. Las conexiones entre manguitos determinan qué piezas intervendrán en el movimiento, en qué dirección se moverán y los diferentes pasos que deberán efectuar. Modificando las conexiones de los manguitos de unión se podrán programar otras secuencias de pasos distintas. Los robots del tipo descrito son los más sim- ples que existen. Hay quien opina que a este tipo de máquinas no se les debería llamar robots; sin embargo, en ellas se encuentran todos los ele- mentos básicos de un robot: estas máquinas son programables, automáticas y pueden realizar gran variedad de movimientos. roBots Con servoMeCAnIsMos Otro tipo de robots más sofisticados desde el punto de vista del control y de las prestaciones que ofrecen son los que llevan servomecanismos. El uso de servomecanismos va ligado al uso de sensores, como los potenciómetros, que infor- man de la posición del brazo o la pieza que se ha movido del robot, una vez éste ha ejecutado una orden transmitida. Esta posición es comparada con la que realmente debería adoptar el brazo o la pieza después de la ejecución de la orden; si no es la misma, se efectúa un movimiento más hasta llegar a la posición indicada. roBots Punto A Punto Añadiendo a los servomecanismos una memo- ria electrónica capaz de almacenar programas y un conjunto de circuitos de control digital, se obtienen robots más potentes y de más fácil manejo, figura 9. La programación de este tercer tipo de robots se efectúa mediante una caja de control que posee un botón de control de velocidad, mediante el cual se puede ordenar al robot la ejecución de los movimientos paso a paso. Se clasifican, por orden de ejecución, los pasos que el robot debe seguir, al mismo tiempo que se puede ir grabando en la memoria la posición de cada paso. Este será el programa que el robot ejecutará. Una vez ter- minada la programación, el robot inicia su trabajo según las instrucciones del programa. A este tipo de robots se les llama punto a punto, porque el camino trazado para la realización de su trabajo está definido por pocos puntos. Para ejemplificar este método de programación pensemos en un niño que dirige un automóvil por control remoto. Si el vehículo dirigido tuviera una memoria que grabase los movimientos que el niño le ordena, podría realizar los mismos movimientos sin con- trol y ser dirigido por la circuitería electrónica que ejecutaría el programa grabado en memoria. Gracias a la memoria electrónica que poseen estos robots, se pueden tener almacenados var- ios programas. El modo de elegir uno de los pro- cibernética y prótesis con Impresoras 3d Figura 9 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 15
  • 14. Artículo de tapa 16 Saber Electrónica gramas almacenados se hace a través de los recogidos por algún sensor o por una señal de input que les llega a través de las órdenes dadas por el programador. Estos robots se usan por ejemplo en las cade- nas de soldadura de carrocerías de automóviles. Los robots están programados para soldar automóviles de varios modelos distintos. El pro- gramador, o un sensor, reconoce el tipo de automóvil y decide el programa que se ha de aplicar en cada caso. Estos programas constan de pocos pasos, muchas veces sólo cien; esto significa que no sir- ven como controladores de robots para trabajos de continuo movimiento. Para solventar este inconveniente, se usa una cinta en la que se almacenan miles de pasos de programa que el robot leerá y ejecutará; en estos casos la cinta actúa de memoria. Robots de este tipo, que se pueden encontrar en cadenas de pintura por spray, ya empiezan a trabajar como si fueran computadoras propiamente dichas. roBots ControlAdos Por CoMPutAdorA Un cuarto tipo de robots comprende aquellos que se pueden controlar mediante computadora. Con ella es posible programar el robot para que mueva sus brazos en línea recta o describiendo cualquier otra figura geométrica entre puntos preestablecidos. La programación se realiza mediante una caja de control o mediante el teclado de la computadora. El movimiento de sus brazos se especifica mediante varios sistemas de coordenadas según la referencia que se tome: la mesa de trabajo en la que se encuentra apoyado el robot o el extremo del brazo del robot. La com- putadora permite además acelerar más o menos los movimientos del robot, para facilitar la manip- ulación de objetos pesados. roBots Con CAPACIdAdes sensorIAles Aún se pueden añadir a este tipo de robots capacidades sensoriales: sensores ópticos, codi- ficadores, etc. Los que no poseen estas capaci- dades sólo pueden trabajar en ambientes donde los objetos que se manipulan se mantienen siem- pre en la misma posición. En el caso de la cadena de soldadura de carrocerías de automóviles, las carrocerías están en movimiento hasta que llegan delante del robot, donde quedan inmóviles hasta que éste termina su trabajo; en este momento la cadena se vuelve a poner en movimiento hasta que vuelve a detenerse cuando otra carrocería está delante del robot, y así sucesivamente. Si estos robots tuvieran capacidades sensoriales, podrían suprimirse las paradas en la cadena. Supongamos que hay un codificador sujeto a la línea de movimiento y que el robot está provisto de un sensor óptico. El primero indicará al robot la velocidad de la carrocería y con el segundo el robot sabrá cuándo esta carrocería se mueve en su área de trabajo, momento en que empezará a ejecutar las órdenes que le llegan de la computadora. A partir de este momento, la computadora del robot irá transformando el sistema de coordenadas con respecto a la carrocería en movimiento para que el robot pueda efectuar las soldaduras en el lugar apropiado. Los robots con capacidades sensoriales con- stituyen la última generación de este tipo de máquinas. El uso de estos robots en los ambi- entes industriales es muy escaso debido a su ele- vado coste. Actualmente, las compañías industriales están valorando si económicamente les resulta más ventajoso mantener los robots que necesitan tener inmóviles los objetos o bien este último tipo de robots. La razón del encarecimiento de estas máquinas es el alto coste de los aparatos senso- riales y del software utilizado para el manejo. A pesar de todo, la investigación sobre los aparatos sensoriales está en pleno apogeo, lo que conducirá seguramente a un abaratamiento de éstos y a un aumento de su potencia y de sus capacidades. Estos robots se usan en cadenas de embotel- lado para comprobar si las botellas están llenas o si la etiqueta está bien colocada. Futuro de lA roBótICA A pesar de que existen muchos robots que efectúan trabajos industriales, aquéllos son inca- paces de desarrollar la mayoría de operaciones que la industria requiere. Al no disponer de unas capacidades sensoriales bien desarrolladas, el 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 16
  • 15. Saber Electrónica 17 robot es incapaz de realizar tareas que dependen del resultado de otra anterior. En un futuro próximo, la robótica puede exper- imentar un avance espectacular con las cámaras de televisión (ejemplo de aparato sensorial), más pequeñas y menos caras, y con las computadoras potentes y más asequibles. Los sensores se diseñarán de modo que puedan medir el espacio tridimensional que rodea al robot, así como reconocer y medir la posición y la orientación de los objetos y sus relaciones con el espacio. Se dispondrá de un sistema de pro- ceso sensorial capaz de analizar e interpretar los datos generados por los sensores, así como de compararlos con un modelo para detectar los errores que se puedan producir. Finalmente, habrá un sistema de control que podrá aceptar comandos de alto nivel y convertirlos en órdenes, que serán ejecutadas por el robot para realizar tareas enormemente sofisticadas. Si los elementos del robot son cada vez más potentes, también tendrán que serlo los progra- mas que los controlen a través de la computa- dora. Si los programas son más complejos, la computadora deberá ser más potente y cumplir nos requisitos mínimos para dar una respuesta rápida a la información que le llegue a través de los sensores del robot. Paralelo al avance de los robots industriales será el avance de las investigaciones de los robots llamados androides, que también se bene- ficiarán de los nuevos logros en el campo de los aparatos sensoriales. De todas formas, es posible que pasen decenas de años antes de que se vea un androide con mínima apariencia humana en cuanto a movimientos y comportamiento. roBots MosquItos La cucaracha metálica se arrastra con gran destreza por la arena, como un verdadero insecto. A pesar de que Atila avanza a 2 km/h, tratando de no tropezar con las cosas, es «gramo por gramo el robot más complejo del mundo», según su creador, Rodney Brooks. En su estruc- tura de 1,6 kg y 6 patas, lleva 24 motores, 10 computadores y 150 sensores, incluida una cámara de video en miniatura. Los descendientes de Atila, que Brooks comienza a diseñar en el Laboratorio de IA del Massachusetts Institute of Technology (MIT), ten- drán la forma de «robots mosquitos» mecanismos semi-inteligentes de 1 mm de ancho tallados en un único pedazo de silicio -cerebro, motor y todo- , a un costo de centavos por unidad. Provistos de minúsculos escalpelos, podrán arrastrarse por el ojo o las arterias del corazón para realizar cirugía... Vivirán en las alfombras, sacando con- tinuamente el polvo partícula a partícula. Infinidad de ellos cubrirán las casas en vez de capas de pintura, obedeciendo la orden de cambiar cada vez que se nos antoje un nuevo color. Atila representa un quiebre con la rama tradi- cional de la IA, que por años buscó un sistema computacional que razone de una manera matemáticamente ordenada, paso a paso, «de arriba hacia abajo». Brooks incorporó la «arqui- tectura de subsunción» que uti- liza un método de progra- mación «de abajo hacia arriba» en el que la inteligencia surge por sí sola a través de la inter- acción de elementos indepen- dientes relativamente simples, tal como sucede en la natu- raleza. A la década de los ochenta pertenecen progresos en robótica verdaderamente nota- bles. Una tarea tan simple como la de quitar el polvo con una aspiradora y esquivar con- venientemente los obstáculos que haya, no se programa tan cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 17
  • 16. Artículo de tapa 18 Saber Electrónica fácilmente en un robot. El punto importante es la detección de los obstáculos (que no siempre son los mismos ni están en el mismo sitio) y la manio- bra para eludirlos y seguir trabajando con la aspi- radora. En comparación, los robots industriales, que realizan operaciones muy precisas y a veces complejas, no plantean tanta dificultad en su dis- eño y fabricación. La razón de ello estriba en la fijeza de sus respectivas tareas. ¡Limpiar el polvo del suelo de un salón es más difícil que ajustar piezas en una cadena de montaje de automóviles! La experimentación en operaciones quirúrgi- cas con robots abre nuevos campos tan positivos como esperanzadores. La cirugía requiere de los médicos una habilidad, precisión y decisión muy cualificadas. La asistencia de ingenios puede complementar algunas de las condiciones que el trabajo exige. En operaciones delicadísimas, como las de cerebro, el robot puede aportar mayor fiabilidad. Últimamente, se ha logrado utilizar estas máquinas para realizar el cálculo de los ángulos de incisión de los instrumentos de corte y reconocimiento en operaciones cerebrales; así mismo, su operatividad se extiende a la dirección y el manejo del trepanador quirúrgico para pene- trar el cráneo y de la aguja de biopsia para tomar muestras del cerebro. Estos instrumentos se uti- lizan para obtener muestras de tejidos de lo que se suponen tumores que presentan un difícil acceso, para lo que resulta esencial la interven- ción del robot. El progreso de estas aplicaciones va más allá de la mejora de las condiciones de intervención. Aporta ventajas tan revolucionarias como Inteligencia ARTIFICIAL soFtwAre IntelIGente El matemático y científico de la U de Pennsylvania Doug Lenat ha ingresado más de 100 millones de conocimientos generales y razon- amientos en el software «base de conocimientos» llamado Cyc. Su meta: equipar un computador con todo el conocimiento general y el sentido común de un adulto. Asegura que en 2 años Cyc entenderá el inglés lo suficiente como para con- tinuar su educación leyendo libros, diarios y revis- tas. Cyc servirá de plataforma para otros progra- mas, que podrán utilizar sus conocimientos gen- erales y su sentido común. «Hacia 1999 a nadie se le ocurrirá comprar un computador sin Cyc, tal como nadie compra hoy uno que no tenga proce- sador de textos», afirma Lenat. BIoCHIPs En la oficina del científico Masuo Aizawa, del Intituto de Tecnología de Tokio, nada llama demasiado la atención, excepto una placa de vidrio que flota en un recipiente lleno de un líquido transparente. Se trata de un chip que parece salpicado con barro. Pero las apariencias engañan. Los grumos alargados del chip de Aizawa no son manchas, sino ¡células neurales vivas!, criadas en el pre- cursor de un circuito electrónico-biológico: el primer paso hacia la construcción neurona por neurona, de un cerebro semi-artificial. Cree que puede ser más fácil utilizar células vivas para construir máquinas inteligentes que imitar las funciones de éstas con tecnología de 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 18
  • 17. Saber Electrónica 19 semiconductores, como se ha hecho tradicional- mente. En el futuro, se podría utilizar el chip neuronal de Aizawa como interfaz entre la prótesis y el sis- tema nervioso de pacientes que hubieran perdido una extremidad. Si continúa el uso de células vivas en sistemas eléctricos, en los próximos años casi con toda seguridad ocurrirá el advenimiento de dispositivos computacionales que, aunque rudimentarios, serán completamente bioquímicos. GrAnjA de evoluCIón La evolución en la naturaleza fue la clave para mejorar los organismos y desarrollar la inteligen- cia. Michael Dyer, investigador de IA de la U de California, apostó a las características evolutivas de las redes neurales (redes de neuronas artifi- ciales que imitan el funcionamiento del cerebro) y diseñó Bio-Land. Es una granja virtual donde vive una población de criaturas basadas en redes neu- ronales. Los biots pueden usar sus sentidos de la vista, el oído e incluso el olfato y tacto para encontrar comida y localizar parejas. Los biots cazan en manadas, traen comida a su prole y se apiñan buscando calor. Lo que su creador quiere que hagan es hablar entre ellos; tiene la esperanza de que desarrollen evolutivamente un lenguaje primitivo. A partir de ese lenguaje, con el tiempo podrían surgir niveles más altos de pensamiento. quedA MuCHo La IA tradicional estaba estancada con máquinas que no podían realizar tareas que un niño hace con facilidad, como no tropezar con los muebles y distinguir entre una mesa y una taza de café. Pero la IA basada en la naturaleza trajo aires renovadores y quizás dentro de 1 o 2 décadas construya una inteligencia semi-artificial. La cosa no es fácil. Se ha calculado que un PC tiene más o menos la potencia de cálculo de un caracol, en tanto que un Cray 2 -uno de los más rápidos supercomputadores existentes- apenas iguala al poder cerebral de un ratón. Si fuera posible hacer una máquina de capaci- dad equivalente a la del cerebro humano, requeriría 100 megawatt, energía suficiente para iluminar Santiago. Los científicos trabajan hace más de 40 años para lograr que las máquinas piensen de un modo útil e interesante. Aunque se están dando pasos importantes, encontrar la clave para construir la inteligencia es por el momento mérito exclu- sivo de Dios. ¿Puede PensAr unA MáquInA? Esta pregunta tan simple plantea unos problemas tan grandes que, posi- blemente, nunca se llegue a un acuerdo completo entre las dis- tintas respuestas que se proponen. Bajo la pregunta de si las máquinas piensan o pueden pensar se cobija una dilatada historia de discusiones que no ha cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 19
  • 18. Artículo de tapa 20 Saber Electrónica llegado a su fin y que, muy probablemente, perderá interés antes de llegar a una respuesta satisfactoria. Los más brillantes científicos han intervenido en la polémica para intentar senten- ciar la cuestión. Turing, Von Neumann o Lucas son algunos de estos nombres famosos. Tiempo atrás, considerar que las máquinas pudieran tener inteligencia parecía un absurdo, una estupidez infantil. Posteriormente, a medida que los progresos de la investigación cambiaban el panorama tecnológico, también cambió la acti- tud y se atribuyó un valor especifico al problema teórico. Con ello se descubrió que la hipótesis de una inteligencia mecánica, artificial o simulada, abría nuevos interrogantes. El más serio de estos interrogantes se refería a la verdadera realidad de la inteligencia humana. ¿Qué rasgos fundamentales distinguen a los seres inteligentes y cómo operan biológi- camente los procesos cognitivos? Esta nueva pregunta ha conducido a investigar una inadvertida laguna del saber humano. Con ello se ha visto que el ser humano, hasta el momento, se ha ocupado más de los resultados de su inteligencia que de los sutiles procesos y relaciones que la hacen posible. Estas relaciones y procesos atañen a la biología y a la lógica, lo que, en términos computacionales, puede tra- ducirse como los ámbitos del hardware y el soft- ware. ¿se Puede reProduCIr ArtIFICIAlMente lA IntelIGenCIA HuMAnA? Del ser humano se afirma su inteligencia porque posee intuición, inspiración, capacidad de organizar cadenas lógicas de pensamiento, sen- timientos y expresión lingüística, entre otras cosas. El lenguaje es una manifestación externa de las otras capacidades o rasgos del conocimiento. No obstante, la definición resulta imprecisa y abstracta. IntelIGenCIA ArtIFICIAl Inteligencia: Facultad de Entender ó Conocer Esta breve manera de definir la inteligencia pudiera parecer demasiado simplista y carente de la profundidad que algo tan complejo y abstracto debiera de tener, sin embargo, al inicio es nece- sario presentar lo complejo de la manera más sencilla, para así contar con una base pequeña pero sólida en la cual fundamentar el desarrollo del estudio que nos lle- vará primero a darnos cuenta de que lo definido, en realidad envuelve más de lo ini- cialmente señalado y posteriormente a com- prender totalmente su significado más amplio. La palabra inteligencia procede del latín intelli- gentia, que significa la capacidad de entender o comprender. Esta eti- mología es poco ilumi- nadora porque, en reali- dad, su origen se remonta a otro término latino, legere, que sig- nifica «coger» o «escoger». De ahí que intelligere comunique el significado de reunir ele- 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 20
  • 19. Saber Electrónica 21 mentos, escoger entre ellos y formar ideas, com- prender, conocer. De modo genérico, la actividad intelectiva agrupa, mediante un intrincado dispositivo neu- rológico, los procesos de la percepción, formación de impresiones, memorización, cotejo de imá- genes, elección y gradación de éstas, compren- sión y conocimiento. No es absurdo pensar que una máquina de extraordinaria perfección alcance a realizar estas tareas. También puede enten- derse que el objetivo de una máquina pensante se circunscriba a ámbitos más lógicos que cre- ativos, o emotivos, si parece remota una creación completa por medios artificiales de inteligencia. Resulta difícil hacer una síntesis de la profusa polémica entre los que creen y los que no creen en la posibilidad de producir una inteligencia arti- ficial. La breve exposición de sus respectivos argumentos arroja la luz suficiente acerca de sus enfrentadas posiciones y despliega un plano teórico que culmina un asombroso edificio de tra- bajos y experiencias desde los años cincuenta. Unos y otros, tanto los que argumentan a favor como en contra, parten de unos presupuestos comunes que recogen los distintos ámbitos en que se fundamenta y manifiesta la inteligencia: • percepción • asociación • memoria • imaginación o creatividad • razón • conciencia Sentadas estas capacidades, no menos abstractas y elusivas que la cuestión que se intenta dilucidar, los argumentos contrarios a la inteligencia artificial se pueden resumir en los siguientes puntos: • Las máquinas carecen de creatividad. • Las máquinas no disponen de conciencia. • Las máquinas no pueden alcanzar unos principios éticos con los que regir su conducta. Frente a estos razonamientos negativos, los especialistas que creen en la legitimidad de la inteligencia artificial responden en los siguientes términos: • Si se produce el aprendizaje de las máquinas y se sientan las bases de la creatividad. • El estadio de conciencia y la ética no son absolutamente imprescindibles para la afirmación de la inteligencia y, posiblemente, puedan con- quistarse. Sea como fuere, no conviene dejarse prender de la literalidad de la discusión. En el siglo XVII, Descartes asentó la tesis de que lo único que no funciona mecánicamente en el universo es nues- tra capacidad de pensar. El ilustre racionalista francés afirmó el mecanicismo de la materia y la creatividad del pensamiento. En el presente siglo, no obstante, se ha demostrado que ello no es así mediante el uso de la computadora digital. La computadora es capaz de operar simulando el funcionamiento del cerebro y realizando así mismo con mucha mayor rapidez y precisión al menos algunas de sus actividades hasta ahora privativas de él. ¿CreAtIvIdAd o MeCAnICIsMo? Cuando se habla de la creatividad o del princi- pio creativo se está admitiendo un salto cualitativo con respecto al resto de los procesos mecánicos. Es evidente que el pensamiento entraña una difi- cultad de análisis muy seria; pero ello no quiere decir que necesariamente haya de escapar a un modelo de compleja causalidad para su estudio. Respecto a la conciencia de las máquinas, su carencia no impide su funcionamiento inteligente ni tampoco es la prueba que no se pueda alcan- zar la autoconciencia más adelante. Por supuesto, el conocimiento que discierne entre las cosas y el sujeto que conoce es superior al que sólo conoce las cosas. En el primero se da la con- ciencia. No obstante, desde un punto de vista histórico, el ser humano ha ganado la conciencia después de deambular durante períodos dilata- dos por entre las cosas. Y su andadura inteligente ya se había iniciado con anterioridad. La vieja controversia sobre si es posible o no la inteligencia artificial ofrece un vivo campo para la dialéctica. Pero también se nutre de algo más que argumentos. Las actitudes emotivas provo- can torrentes de palabras, sin atender a lo que en realidad está ocurriendo. Ello puede ser la expli- cación de que la discusión se agote a medida que deviene desfasada. Lo cierto es que, paulatinamente, las computa- doras están aprendiendo a ocuparse de una gran cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 21
  • 20. Artículo de tapa 22 Saber Electrónica diversidad de tareas y que los sistemas expertos en curso demuestran capacidad de aprender y afinar en su actividad. La inteligencia artificial generalmente se expresa mediante la abreviatura l.A. Bajo esta denominación se recogen las realizaciones y los proyectos de la ingeniería del conocimiento. Si el nombre parece pretencioso, puede tomarse como la forma nominal para designar aparatos y sis- temas tangibles, reales. La I.A. tiene recorrido un largo trecho que se inicia a mediados de los años cincuenta. El ele- mento de arranque lo constituye la fabricación de las primeras computadoras electrónicas en la década anterior. La invención de la computadora hizo posible el viejo ideal de los seres humanos: crear inteligencia, disponer almacenes de infor- mación y construir máquinas capaces de tratarla y de elaborar conocimientos. Etapas y campos de la inteligencia artificial A pesar del empuje con que nació la l.A., las etapas por las cuales ha ido evolucionando no han resultado fáciles ni rápidas. Históricamente se ha relacionado la aparición de la ingeniería del conocimiento con los sistemas automáticos para jugar a las damas y al ajedrez, entre otros juegos. El titubeante juego de los primeros avances de este tipo ha dado paso, finalmente, a versiones que han alcanzado la cat- egoría de maestros. En el origen se hallan los primeros programas heurísticos. Entre ellos destaca el «Logic Theorist» (LT, escrito en 1956). El LT consistía en un novedoso programa de res- olución general de problemas bien definidos, como el de Las torres de Hanoi, El lobo y los corderos, etc. De él se generan aplicaciones en psicología experimental relativas a la teoría de la resolución de problemas. En la actualidad, la expresión «inteligencia arti- ficial» todavía resulta opaca para el público. No manifiesta realidades concretas en las que está operando positivamente y, a la vez, resulta demasiado amplia para ser asimilada de un golpe. La inteligencia artificial recoge en su seno los siguientes aspectos fundamentales: - sistemas expertos - robots - procesamiento de lenguaje natural - modelos de conocimiento - visión artificial. Cada uno de los campos señalados responde a sus propios objetivos. En ellos se aprecia la dis- tribución de tareas y la investigación y realización especializadas. Es común a todos ellos el objetivo general de la inteligencia artificial. Y, así como existen etapas de profundización y dispersión, los progresos de cada campo revierten en los otros y en una previsible reunión integral de estos avances. La especialización puede ser un método que responde a una necesidad transitoria: poste- riormente, podrá ser tan sólo una forma de rentabilización de acuerdo a las aplicaciones. entender: Tener Idea Clara de las cosas Resulta obvio que cuando se entiende algo, se tiene una idea clara de ese algo. Lo que no esta tan claro es que cuando uno dice entender algo, no siempre se tiene una idea clara de ese algo. Más confuso y problemático aún, es por ejemplo 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 22
  • 21. Saber Electrónica 23 con las mujeres, cuando a pesar de tener una idea clara de ellas, difícilmente se les entiende. Si este párrafo te ha confundido, vuelve a leer el concepto y reflexiona, este proceso de leer y reflexionar sobre lo leído, es la manera de clari- ficar el concepto y por lo tanto, entenderlo. ConoCer: Percibir el objeto como distinto de todo lo que No es Él El conocimiento va más allá del exterior del objeto o sujeto, se refiere también a las carac- terísticas internas o comportamiento del sujeto y de sus reacciones a los estímulos del medio ambiente y de las relaciones con otros sujetos. Así pues, cundo decimos conocer algo debemos poder diferenciarlo perfectamente de otras cosas que pudieran aparecer ante nuestros ojos como iguales. Por ejemplo, debemos poder diferenciar per- fectamente el bien, del mal, por más intentos que alguien haga para presentarnos algo malo como bueno, ¿oh no?. rePresentACIón del ConoCIMIento A continuación se muestran solo dos maneras de representar el conocimiento. • redes semánticas: Información representada como conjunto de nodos. Este método de representación es gráfico, se tienen nodos que representan objetos, inter- conectados entre sí mediante relaciones llamadas arcos o flechas. • Frames: Describe clases de objetos en función de los aspectos de los mismos. Este método es una manera de organizar el conocimiento como una colección de características comunes al con- cepto, objeto, situación ó sujeto. APrendIzAje Cambio adaptativo que permite, al repetir una tarea sobre la misma población, realizarla más efectivamente. Cuando una persona realiza la misma tarea, una y otra vez, sin realizarla de una manera más efectiva, decimos que esa persona no ha apren- dido, al menos en relación a esa tarea. Métodos de APrendIzAje • Por Implantación: Cuando el conocimiento es colocado en el sujeto, sin pasar por un proceso previo de razonamiento, como la simple memorización. • Por Instrucción: Cuando el experto en un dominio, presenta una serie de conceptos al alumno siguiendo una estrategia predeterminada. • Por Analogía: Cuando las similitudes entre objetos se establecen de manera concisa y breve. • Por Ejemplos: Cuando después de utilizar otro método, se presentan muestras ampliamente descriptivas o gráficas de un conocimiento recién expuesto. • Por Observación: Método valioso cuando se ha desarrollado un nivel razonable de compe- tencia en el dominio seleccionado. Este método nos permite detectar los detalles de la solución a un problema en un ambiente no inventado. • Por Descubrimiento: adquisición de conocimiento sin la ayuda de alguien que ya tiene ese conocimiento. oBjetIvo de la IA: Hacer de las computadoras, máquinas más Útiles. APlICACIones • En Los Negocios • En Ingeniería • En Granjas • En Las Minas • En Hospitales • En El Hogar ¿Qué pueden hacer Las Computadoras dentro del área de la Inteligencia Artificial? • resolver Problemas difíciles: Es cono- cido que las computadoras pueden realizar cálcu- los aritméticos a increíble velocidad, actualmente no es extraño ver programas que realizan calculo cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 23
  • 22. Artículo de tapa 24 Saber Electrónica integral y mucho más, como la resolución de problemas mecánicos. • Ayudar a los expertos a Analizar y diseñar: Algunos programas sirven para auxiliar a los médicos para analizar ciertos tipos de enfer- medad, otros para entender el funcionamiento de circuitos electrónicos y otros más nos auxilian en la configuración de los módulos que conforman sistemas complejos de equipo de computo. • entender Inglés sencillo: Para el ser humano la manera natural de comunicarse es a través del lenguaje. Esto es lo que ha motivado un gran interés por desarrollar esta misma habilidad en las computadoras. Para el entendimiento de un lenguaje natural escrito como el inglés se puede utilizar, entre otras, la técnica de palabras clave, esta técnica intenta inferir el significado de la comunicación a partir del propio significado de las palabras clave. Esta técnica ha probado su ineficiencia en contextos donde las palabras claves utilizadas pueden tener múltiples significa- dos. • entender Imágenes simples: Computadoras equipadas con los dispositivos adecuados (cámaras de TV etc.), pueden ver lo suficiente para tratar con un espacio limitado, los objetos que ahí se encuentran y la relación que guarda uno con respecto del otro. • Ayudar a Manufacturar Productos: Actualmente máquinas de propósito específico auxilian en trabajos que el hombre considera peli- groso, aburrido, o poco remunerado. El pasar de máquinas de propósito especifico a robots inteligentes, requiere de agregar muchas capaci- dades, una de ellas es la de razonar acerca del movimiento en tres dimensiones, tal como el requerido para mover una caja de un estante a otro en un almacén. ¿Cómo sabremos cuando tengamos éxito al construir un programa INTELIGENTE? EN 1950 Alan Turing propuso: La PRUEBA de TURING Cuando la combinación de Software y Hardware nos de como resultado el que personas normales en nuestra sociedad no puedan deter- minar si quien ha estado respondiendo a sus pre- guntas es un ser humano o una computadora, entonces podremos decir que hemos logrado el objetivo de construir un programa inteligente. AreAs de lA IntelIGenCIA ArtIFICIAl • robótica: Aun cuando los robots no son como se les muestra en las películas de cine o televisión, realmente pueden llegar a tener la capacidad de realizar actividades sorprendentes, sobre todo son utilizados en la fabricación de pro- ductos, donde las tareas son repetitivas y aburri- das. Son muy solicitados en ambientes peligrosos para el ser humano, como en el manejo de explo- sivos, altas temperaturas, atmósfera sin la canti- dad adecuada de oxígeno y en general bajo cualquier situación donde se pueda deteriorar la salud. La mayoría de los robots tienen un brazo con varias uniones móviles y partes prensiles, donde todos sus ele- mentos son controla- dos por un sistema de control progra- mado para realizar varias tareas bajo una secuencia de pasos preestableci- dos. Los investi- gadores de IA pre- 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 24
  • 23. Saber Electrónica 25 tenden adicionar al robot métodos y técnicas que le permitan actuar como si tuviera un pequeño grado de inteligencia, lo cual pretenden lograr con la conjunción de todas las áreas de la IA. • reconocimiento de patrones: El estu- dio del área de la visión trata con la necesidad identificar objetos o imágenes y utilizar esta infor- mación en la resolución de problemas, debido a que aquí se usa una técnica exhaustiva de búsqueda y comparación de patrones, un sistema con esta característica, puede llegar a detectar detalles que normalmente se escapan a la obser- vación humana. Para tener una visión estereoscópica se tiene la necesidad de utilizar dos cámaras de visión, las cuales requieren de captar la imagen analógica y convertirla a digital a una velocidad de 30 imá- genes por segundo, esto requiere de una gran cantidad de recursos computacionales para realizar las investigaciones por lo que los avances en esta área son lentos. lA resoluCIón de ProBleMAs Algunos problemas se solucionan por proced- imientos determinísticos que garantizan el éxito (algoritmos computables). Otros son problemas cuya solución no es obtenida mediante el cóm- puto. Esos otros problemas se resuelven por la BUSQUEDA de la solución. Este Método de solu- cionar problemas es el que se aplica en I.A. La búsqueda exhaustiva consume recursos y tiempo. A continuación se muestran solo dos maneras de realizar BUSQUEDAS: • depth-First searching En este método se realiza la busqueda bajando de nodo en nodo por la izquierda hasta llegar al último, después se sube un nodo para continuar por el que se encuentra a la derecha, bajando por la izquierda y así sucesivamente hasta encontrar la solución • Breadth-First searching En este método se realiza la búsqueda bajando un nodo, subiendo y bajando al que se encuentra a la derecha y así sucesivamente hasta que se acaba el nivel, después se baja al nodo de la extrema izquierda para decender al siguente nivel y continuar con la búsqueda en todo ese nivel, tal como se describió para el nivel anterior y se continúa así hasta encontrar la solución. • evaluación de Búsquedas Qué tan rápido se encuentra la solución. Qué tan buena es la solución. HeurístICA Información mediante la cual podemos selec- cionar como mejor un nodo. sistemas expertos Los sistemas expertos o especializados consti- tuyen una instrumentalización de la l.A. apasion- ante y muy útil. Son sistemas que acumulan saber perfectamente estructurado, de tal manera que sea posible obtenerlo gradualmente según las situaciones. Aquí desaparece el concepto de información en favor del de saber. Un sistema experto no es una biblioteca que aporta informa- ción, sino un consejero o especialista en una materia de ahí que aporte saber, consejo experi- mentado. Un sistema experto es un sofisticado programa de computadora. Posee en su memoria y en su estructura una amplia cantidad de saber y, sobre todo, de estrategias para depurarlo y ofrecerlo según los requerimientos. Ello convierte al sis- tema (software-hardware) en un especialista en la materia para lo que está programado; se utiliza como apoyo o elemento de consulta para investi- gadores, médicos, abogados, geólogos, y otros profesionales. En la actualidad existe un gran número de sistemas expertos repartidos entre los campos más activos de la investigación y de la profesionalidad. Veamos un ejemplo. Se trata de INTERNIST, un sistema experto en medicina. La medicina atrae, por el momento, buena parte de la atención de los diseñadores de sistemas y cuenta con el mayor número de programas. El sistema INTERNIST contempla el diagnóstico de las enfermedades de medicina interna u hospitalaria. Fue desarrollado en la universidad norteameri- cana de Pittsburg en 1 977. En los centros médicos que disponen de dicho sistema, el médico acude a la consola de la com- putadora después de haber reconocido al paciente y haber realizado los análisis que cree cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 25
  • 24. Artículo de tapa 26 Saber Electrónica pertinentes. Entonces la máquina solicita al médico información sobre el paciente, y se establece una conversación a través de la pan- talla y el teclado, similar a la que se establecería entre un médico y un reputado especialista al que se acude para contrastar un diagnóstico. La computadora recibe el historial médico del enfermo, los síntomas y los resultados de prue- bas y análisis. Con esta información, el sistema experto relaciona los datos de forma muy elabo- rada y comienza por desechar posibles diagnósti- cos hasta que llega a los que parecen más prob- ables. Finalmente, elige uno y lo da a conocer con todo el detalle del proceso. Luego justifica su elección y el porqué de la posible enfermedad: cuadro clínico, historial, tratamiento, posibilidades de error, etcétera. La elaboración de los sistemas expertos exige el despliegue de un amplio equipo de ingenieros de l.A. y una larga tarea de organización del saber. El equipo trabaja con algún especialista en la materia de la aplicación; en el caso del INTERNIST, con brillantes y especializados médi- cos. Estos especialistas son denominados «infor- mantes». La meta consiste en plasmar computa- cionalmente los «pasos» que el informante sigue para descartar unos diagnósticos y escoger el más acertado. Ello requiere pacientes sesiones para trasvasar el conocimiento del médico espe- cialista a una programación que ha de incluir pro- cedimientos de diagnóstico y conocimientos de enfermedades. el lenGuAje nAturAl y otros áMBItos de lA I.A. Un gran objetivo, no carente de una abru- madora complejidad, se cifra en el tratamiento del lenguaje natural. Este objetivo consiste en que las máquinas computacionales (y sus aplicaciones en robótica) puedan comunicarse con las personas 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 26
  • 25. Saber Electrónica 27 sin ninguna dificultad de comprensión, ya sea oralmente o por escrito. Aquí encontramos la real- ización de un sueño largamente alimentado: hablar con las máquinas y que éstas entiendan nuestra lengua y, también, que se hagan entender en nuestra lengua. La síntesis del lenguaje y el reconocimiento de voz forman dos aspectos del mismo propósito. Los logros que se han conseguido resultan a todas luces parciales e insuficientes, pero alenta- dores. Ciertas máquinas pueden interpretar las gráficas de textos escritos y reproducirlos oral- mente: leen los textos en voz alta. Uno de los avances de este tipo (que sin duda representará una evolución notable en poco tiempo) es el programa FRUMP, elaborado en la universidad de Yale. FRUMP es capaz de leer his- torias cortas y resumirías escuetamente con una gramática correcta y una expresión convincente. Para lograr que las computadoras compren- dan la lengua en la que la persona se expresa, es preciso pasar por una dilatada cadena de investi- gaciones en el campo de la acústica y ondas de lenguaje, análisis fonético y articulación, reglas de formación de frases o análisis sintáctico, el dominio semántico o de los conceptos y, final- mente, el análisis global de los actos de comuni- cación o pragmática. El tratamiento del lenguaje natural tendrá una repercusión difícilmente imaginable. Su aplicación se extenderá al hasta ahora cegado camino de la traducción automática del lenguaje. Los textos o expresiones de una lengua se verterán de man- era automática e inmediata a otra lengua o idioma. Se prevé alcanzar mecánicamente un 90 por ciento de precisión, y el resto del material de traducción será tratado por personal especial- izado. Junto al lenguaje, aparece otro objetivo capital, consistente en el tratamiento de gráficos y la visi6n artificial. De este planteamiento se des- granan aspectos como los de la percepción elec- trónica, selección y almacenamiento de imá- genes, reconocimiento visual de formas y objetos, producción de imágenes y diseño industrial (CADICAM), etcétera. En último lugar, simplemente por el hecho de permitir la reunión de progresos de los otros obje- tivos, se encuentra la robótica. eleMentos de lA I.A. En verdad, la inteligencia artificial consiste en la asimilación de los procesos inductivos y deduc- tivos del cerebro humano. Este intento de imitación se enfrenta a duras restricciones del hardware. Una computadora no es un cerebro; su complejidad electrónica se encuentra a una dis- tancia abismal de la superior complejidad neu- cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 27
  • 26. Artículo de tapa 28 Saber Electrónica rológica de aquél. La inteligencia artificial acepta el reto de la imitación de los procesos del cerebro aplicando mucho ingenio para aprovechar los medios de que se dispone y que se elaboran. Sea cual sea la aplicación de que se trate, la l.A. se sustenta sobre los dos elementos sigu- ientes: • Estrategias de comportamiento inteligente. • Saber o saberes. Como se podrá apreciar, estos elementos for- man una construcción coherente, son forma y contenido, o estructura y materia. El primer elemento es el de las estrategias de comportamiento inteligente; se conjuga en la dis- posición de reglas para formular buenas inferen- cias o conjeturas y, también, en su uso para la búsqueda de una solución a la cuestión o tarea planteada. De esta forma, las estrategias son la parte estructural o formal. Por oposición, el segundo elemento significa lo material o el contenido, y, por tanto, varía en cada caso de un modo más profundo; se trata del saber. En realidad, no se puede pretender reunir el saber, sino los saberes. Por ejemplo, cada sis- tema experto posee en memoria todos los conocimientos distintivos que tendría un especial- ista en la materia, sea un médico, un abogado o un químico. El saber que se recoge tiene un carácter especializado y alcanza un volumen con- ceptual considerable. La estructura que presenta un sistema de información inteligente consta de tres niveles per- fectamente integrados en una superarquitectura microelectrónica. Son tres niveles que cubren desde la relación exterior hasta la profunda orga- nización interior. Éstos son: • nivel externo. Sirve para relacionar a la máquina con el medio y el ser humano. Este nivel está integrado por el tratamiento del lenguaje nat- ural y el tratamiento de fas imágenes. Con estos instrumentos la máquina percibe inteligentemente las señales que se le envían sin codificación especial, y adquiere un conocimiento. • nivel medio. En él se halla el sistema de resolución de problemas. La instrumentalización de esa capacidad se realiza mediante los sis- temas expertos, que se configuran merced a unas estrategias de operación y una base de conocimientos orgánicamente ralacionados. • nivel profundo. Este último nivel corre paralelo a las funciones más profundas del cere- bro. En él se sitúa, como proyecto, la capacidad de «aprender» automáticamente de la máquina. Tal proceso se concibe como la interpretación de diversas experiencias y su organización ade- cuada para ser utilizada en su caso. Finalmente, el nivel profundo está constituido por la base de conocimientos generales y la flexibilidad para ampliarse por si misma. Con el progreso de la tecnología para unir nervios humanos a los circuitos eletrónicos y de producir elementos bio-mecánicos, con compo- nentes electrónicos y los avances en el área de la Inteligencia Artificial, no pasara mucho tiempo antes que el hombre pase del umbral de crear un Organismo Bio-Electro-Mecánico, con capaci- dades de razonamiento y resolución de proble- mas.
La Cibernética es la ciencia que se ocupa de los sistemas de control y de comunicación en las personas y en las máquinas.
La biónica es la cien- cia que estudia los: principios de la organización de los seres vivos para su aplicación a las necesi- dades técnicas. De esta se deriva la construcción de modelos de materia viva, particularmente de las moléculas proteicas y de los ácidos nucle- icos.
La Robótica es la técnica que aplica la infor- mática al diseño y empleo de aparatos que, en substitución de personas, realizan operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones industri- ales.
Nacido de la unión de la cibernética con la fisiología, se llamara "cyborg". Su constitución contendrá glándulas electrónicas y químicas, estimulados bioeléctricos, el todo incluido en un organismo cibernetizado.
La Cibernética puede ser considerada como una adquisición suma- mente aprovechable para la evolución científica. Desde el estudio del comportamiento de la célula nerviosa, la neurona, hasta el del individuo en su conjunto, ofrece un inmenso campo de investiga- ciones, particularmente a la medicina. Franck, el primer hombre biónico del mundo El Instituto Smithsonian de Washington pre- sentó al hombre biónico Franck, construido con 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 28
  • 27. Saber Electrónica 29 cibernética y prótesis con Impresoras 3d Figura 10. FrAnCK 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 29
  • 28. Artículo de tapa 30 Saber Electrónica órganos y extremidades artificiales que es capaz de hablar, caminar, respirar, ver, escuchar y, además, tiene un corazón mecánico que hace cir- cular sangre artificial por sus venas de plástico. Franck, el hombre biónico, es el resultado de juntar todas las partes del cuerpo humano bióni- cas que existen actualmente y que han desarrol- lado diferentes equipos de investigadores. Se expondrá al público en el Museo Nacional del Aire y el Espacio de Washington. Su presentador, Bertolt Meyer, señala: “este hombre puede hacer muchas cosas, pero tam- bién hay muchas cosas que no puede hacer”. ¿CóMo es FrAnCK? Franck tiene una cámara de video y unos implantes que le permiten ver y escuchar a través de un aparato, dispone de un corazón artificial (que ya utilizan algunos pacientes) que bombea un prototipo de sangre aún experimental, así como de un pulmón (al que le llega aire desde una tráquea de plástico), un riñón y un páncreas artificiales, figura 10. También camina, porque tiene prótesis de caderas, rodillas, tobillos y pies, puede sujetar objetos gracias a sus manos biónicas y está conectado a un programa informático que le hace hablar. No obstante, Franck es un “hombre” incom- pleto: entre otros órganos, le faltan el cerebro y el hígado, y tampoco tiene estómago, por lo que no puede comer. “No puede hacer mucho porque le falta un cuerpo central en el que interactúen todos los aparatos”, detalló Meyer, por lo que señaló que el reto de la biónica en los próximos años es “mejo- rar la interrelación entre los órganos artificiales y el cuerpo humano”. Meyer destacó, en todo caso, que este hombre biónico incorpora un “exoesqueleto robótico, que puede ser la silla de ruedas del futuro para que quien tenga las piernas paralizadas puedan recu- perar la capacidad de andar”. También avanzó que el documental que Franck protagoniza reflexiona sobre las implicaciones éticas de los descubrim- ientos de la tecnología biónica. “¿Reemplazaría la gente órganos naturales sanos por otros artificiales si fueran mejores?”, se preguntó. IMPresorAs 3d PArA HACer PrótesIs Los ojos del mundo vuelven a posarse sobre la Argentina y esta vez no se trata de ningún logro futbolístico el que nos eleva al plano de interés universal, sino de una noticia científica: un grupo de emprendedores argentinos que forma parte de la empresa Darwin Research desarrolló una impresora 3D pensada para fabricar próstesis de manos de alta calidad y a bajo costo. Los desarrolladores trabajan en esa compañía liderada por Rodrigo Perez Weiss y Gino Tubaro, que busca evolucionar de forma sustentable con la tecnología. Estos jóvenes han logrado ayudar en casos como el de Felipe Miranda, un niño de 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 30
  • 29. Saber Electrónica 31 11 años que hoy puede disfrutar de una prótesis de mano gracias a esta impresora 3D, a un costo infinitamente menor que si la hubiera adquirido. Esa prótesis cuesta 40.000 dólares, pero la que diseñó este grupo de argentinos se fabrica con 200 dólares. Felipe nació sin dedos en su mano izquierda y gracias a su prótesis ahora puede pescar, agarrar un mate e incluso practicar para ir al arco en un picado entre amigos. El prototipo inicial estuvo basado en uno de licencia abierta, cuyos “planos” estaban alojados en el sitio Thingiverse. Los emprendedores de Darwin Research lo descargaron, lo adaptaron y lo mejoraron según su criterio. De esa manera, con un costo de 200 dólares y un diseño mecánico simple, Felipe ya disfruta de su nueva mano, una prótesis hecha con la Impresora 3D T- 125 de Kikai Labs. La impresora De este modo, Kikai Labs se convirtió en el primer fabricante argentino en producir impreso- ras 3D en serie. Se trata de un modelo diseñado por el director de desarrollos de la compañía, Javier Ameghino, que cuenta con un hot end a la altura de los mejores del mundo, que ofrece fia- bilidad y facilidad de uso a la impresora, además de gran calidad de los objetos que se imprimen. Asimismo, cuenta con un mecanismo de extrusión, derivado del wade pero adaptado a fil- amento de 1.75mm y hecho en tamaño reducido. Permite imprimir objetos utilizando plásticos ABS y PLA, con un volumen de impresión de 20cm x 20cm x 19.5cm (expresado como base x ancho x alto). La impre- sora tiene una carcaza de diseño propio fabricada por corte láser en MDF de 5,5mm. Además, cuenta con electrónica RAMPS 1.4, con procesador Arduino Mega 2560, que permite utilizar la mayor selección de software. La T-125 de Kikai Labs, que posee conexión vía USB para controlar desde cualquier computadora -compatible con Windows, OS X o Linux-, no requiere de calibraciones complicadas y se ofrece lista para usar, ensamblada y probada. PrótesIs de MAno A PArtIr de IMPresorA 3d Ahora un opción más se suma al uso de las impresoras 3D, gracias a Build It Workspace, un estudio de impresión en 3D que además de real- iza impresiones comerciales también enseña a la gente a utilizar estas impresoras. Faith Lennox es una niña de tan sólo 7 años que hace algún tiempo perdió la mano tras un accidente. Todo parecía apuntar a que esto le pri- varía de tener una infancia normal y hacer cosas que hacen todos los niños como montar en bici- cleta o jugar al baloncesto, pero con la ayuda de una impresora en 3 dimensiones Faith ha con- seguido tener una mano artificial que le permite hacer todas estas cosas. En un principio, la niña no tenía demasiadas intenciones de ponerse una mano artificial hasta que vio que podía diseñarla a su gusto y hacerla realidad por tan solo 50 dólares. Para la creación de la mano, los padres de Faith se pusieron en contacto con la organización E-Nable, que les ayudaría a crear una prótesis mediante el uso de una impresora 3D. Pero al tratarse de una tecnología demasiado nueva, la cibernética y prótesis con Impresoras 3d 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 31
  • 30. Artículo de tapa 32 Saber Electrónica lista de espera para conseguirlo era enorme. Todo cambió cuando el hijo de un amigo de los padres de la niña fue con su grupo Scout a hacer una visita a Built It WorkSpace, una organización que enseña a utilizar nuevas tecnologías, entre las que se encuentran las impresoras tridimension- ales. Tras ponerse en contacto con la asociación, vieron que crear su propia prótesis no era algo imposible. Aunque la compañía con la que se pusieron en contacto tenía varios años de experiencia en impresión 3D, era la primera vez que se disponían a crear algo tan útil como una mano de este tipo. De esta manera, con la ayuda del software abierto y la guía de E-Nable, en conjunto con las especi- ficaciones de Faith se creo la mano. De hecho, los dedos de la mano artificial están hechos en azul y rosa, que son los colores favoritos de Faith. “Los padres de la niña no han buscado algo que parezca natural ni que pase desapercibido, sino simplemente algo que se adapte a los gustos de su hija. Cuando sea mayor ya tendrá tiempo de pensar en una prótesis un poco más discreta, pero de momento ella es feliz con su mano robot diseñada por ella y creada en sus col- ores favoritos”, refieren los dis- eñadores. Ahora Faith podrá dibujar, jugar con muñecas y montar en bicicleta como cualquier otra niña de su edad. Historias como esta son las que nos demuestran que la tecnología, aunque a veces pueda parecer deshuman- izada, puede ser una gran ayuda para mejorar con- siderablemente la calidad de vida de muchas personas. Actualmente en México una inicia- tiva similar se esta llevando a cabo en conjunto con la fundación E- Nable y la compañía Grupo XDS. J BIBlIoGrAFíA MECANICA POPULAR, Volumen 52-02, año 1999. "El Nuevo Hombre Bionico" MIKELL P. Groover, ROBOTICA INDUSTRIAL, Mc Graw Hill. EL MUNDO DE LA COMPUTACIÓN, Editorial Oceano. Volumen 3 y 4. www.monografias.com/trabajos/cibernetica/cib ernetica.shtml#ixzz3rIl17Wow www.monografias.com/trabajos/cibernetica/cib ernetica.shtml#ixzz3rIjTeQxm www.unocero.com/2015/04/05/protesis-de- mano-a-partir-de-impresora-3d www.mexico.cnn.com/tecnologia/2013/10/18/e l-hombre-bionico-franck-da-sus-primeros-pasos- en-un-museo-de-eu www.fundaciongutenberg.edu.ar/component/c ontent/article/8/368-dar-felicidad-con-la-impre- sion-3d-de-la-protesis-de-una-mano 1 Edi Digi 338 cibernetica.qxd:lx1435.qxd 13/11/15 12:50 Página 32