Las 5 Generaciones de la robótica

Las generaciones de la robótica hacen referencia a las etapas que han atravesado los robots a lo largo de la historia de su evolución. Cada generación de robots ha ido avanzando en habilidades y en autonomía, pero en cada generación observamos también que aumenta su interacción con el ser humano e incluso en su habilidad para asemejarse a los humanos o a otros seres vivos.

Cuando hablamos de robótica, nos referimos a la disciplina científica que aborda el estudio, concepción, diseño, construcción y operaciones de robots, así como el software asociado que permite su funcionamiento y control. Se trata de una ciencia muy reciente, que comienza a desarrollarse en el siglo XX, pero su evolución ha sido impresionante y en apenas unas décadas hemos pasado de máquinas enormes que sólo podían hacer operaciones muy simples, a robots dotados de inteligencia artificial capaces de imitar a los seres humanos.

En la robótica, las generaciones se establecen en base al orden histórico en que se han dado los principales logros en el desarrollo de los robots: es decir, que cada generación viene marcada por cambios tecnológicos significativos en los robots que marcan una diferencia muy acentuada con sus predecesores. En este artículo nos referiremos a 5 generaciones de la robótica, aunque otros análisis pueden incluir una clasificación distinta con un número mayor o menor de generaciones.

Primera Generación: los robots manipuladores

Esta primera generación de robots, llamada pick-and-place porque viene marcada por robots dedicados a coger materiales y colocarlos en un determinado sitio, se inició en la década de los años 50 del siglo XX. Se trata de robots manipuladores, que cuentan con sistemas de control de lazo abierto: es decir, que no cuentan con una retroalimentación para verificar que el resultado es el deseado y está libre de errores.  Son por tanto sistemas muy sencillos, que realizan tareas previamente programadas que se ejecutan de forma secuencial.

Los robots de esta generación no tienen conocimiento del entorno donde realizan sus tareas, sólo obtienen información muy limitada o nula de dicho entorno; poseen un sistema de control basado en paradas fijas, por lo que son utilizados en aplicaciones industriales en las que se necesita realizar tareas que se ejecutan de forma secuencial, o para mover partes o piezas, pudiendo ser dirigidos por un operador humano. Son robots usados normalmente para complementar a máquinas industriales y que operan desde un soporte fijo.

Los robots manipuladores poseen un sistema de control muy sencillo que permite determinar el movimiento de sus elementos terminales (brazos, herramientas, etc) de varias formas:

• Manual: el operador controla directamente las tareas que realiza el robot.
• Con secuencia fija: el proceso de trabajo es diseñado con antelación y se repite sin ningún tipo de variación.
• Con secuencia variable: los ciclos de tareas que realiza el robot pueden estar sujetos a algunas variaciones.

Se trata de un tipo de robots que aún son muy usados hoy día a nivel industrial, ya que pueden cumplir sus tareas de forma eficaz, siempre y cuando éstas sean sencillas y repetitivas.

Segunda Generación: los robots comienzan a aprender

En esta generación, que comenzó a desarrollarse a mediados de la década de los 80 del siglo XX, los robots ya son capaces de percibir su entorno mediante sensores especializados y disponen de sistemas de control de lazo cerrado: esto es, a diferencia de sus predecesores poseen sistemas de retroalimentación que les permiten comprobar el resultado y verificar que éste es el deseado. Son robots que además son capaces de desplazarse a través de una vía fija, aunque sin salirse de ella.

Además de poder obtener información del entorno donde realizan sus tareas, los robots de la segunda generación son capaces de memorizar diferentes secuencias de movimiento previamente realizadas por un humano; es decir, que pueden aprender tareas o funciones concretas y ponerlas en práctica. Para ello, el operador humano puede manejar el robot mediante mandos o joysticks o desplazar directamente el brazo del robot, para que éste aprenda los movimientos y secuencias que debe realizar.

En la actualidad estos robots de segunda generación son muy utilizados también en la industria, sobre todo en el sector de la automoción, donde se emplean para realizar labores de pintado de piezas mediante spray, de ensamblaje de partes, o de traslado de piezas y componentes dentro de una cadena de montaje. También se emplean en otros sectores industriales para tareas de soldadura, corte, alimentación de máquinas, inyección de plásticos, etc.

Tercera Generación: los robots con sentidos

Esta generación abarca desde finales de los años 80 y toda la década de los 90 del siglo XX, y se caracteriza porque los robots se vuelven reprogramables mediante el uso de computadoras. También cuentan con sensores artificiales que les permiten tener visión y tacto y que les ayudan a desplazarse de forma auto-guiada, analizando la información y los datos que reciben de los sensores mediante la computadora que incorporan. Para ello es necesario emplear lenguajes de programación de alto nivel, que aparecen también en esta época.

Al igual que los robots de la generación anterior poseen un control más complejo con sistema de lazo cerrado, lo que les permite ser conscientes del entorno donde realizan sus labores y adaptarse a éste; al volverse los robots reprogramables gracias a las computadoras, ahora pueden realizar una variada gama de tareas que a su vez son también controladas desde la computadora asociada al robot.

Cuarta Generación: la era de los robots inteligentes

Esta nueva generación de robots aparece en los albores del siglo XXI y está caracterizada por el desarrollo de robots dotados de cierta inteligencia que poseen sensores mucho más sofisticados capaces de enviar la información recopilada a sus computadoras internas, procesarla en tiempo real mediante procesos complejos, y actuar en consecuencia. De hecho, el progreso exponencial de la informática y la electrónica durante los últimos años del siglo XX y principios del siglo XXI es lo que ha permitido en buena parte la aparición de la cuarta generación de robots.

El gran desarrollo tecnológico es el que ha permitido que estos robots puedan no sólo adaptarse a su entorno, sino también aprender de él a través de la experiencia y mediante la denominada lógica difusa (utilizada en procesos altamente no lineales) o las redes neuronales artificiales (modelos computacionales basados en las neuronas), entre otros métodos utilizados que permiten mejorar la respuesta del robot a su entorno y los cambios en él, y hacerlo en tiempo real.

Se trata de robots que, debido a estas capacidades superiores y a que son capaces de tomar decisiones inmediatas en base a la información que obtienen, son denominados «robots inteligentes»; además, gracias a que están dotados de sensores inteligentes de alta tecnología pueden desplazarse libremente mediante ruedas o incluso mediante piernas artificiales.

Este tipo de robots se comenzaron a usar inicialmente en tareas de mantenimiento y limpieza o en la construcción, aunque hoy día cada vez más realizan otras funciones como entretenimiento, atención a clientes, vigilancia, terapia, asistencia en el hogar, creación de mascotas artificiales, etc. Muchos comienzan a tener ya forma humanoide o similar, o al menos una cara identificable para interactuar mejor con los humanos.

Quinta Generación: hacia la singularidad

La última generación de robots en realidad aún está en sus albores -algunos expertos afirman que comenzó a desarrollarse en la última década- pero una vez lleguen los robots de 5ª generación serán máquinas dotadas de una tecnología muy desarrollada y con inteligencia artificial plena, capaces de usar modelos de conducta y de imitar el pensamiento de los seres humanos, hasta el punto de que su pensamiento no podrá distinguirse del de un humano y estos robots podrán superar sin problemas el llamado test de Turing.

Este tipo de robots, que ya están comenzando a ser desarrollados por grandes empresas tecnológicas que apuestan por la inteligencia artificial avanzada, estarán dotados además de un gran nivel de movilidad adaptado a sus tareas, ya sea para la interacción con humanos o para tareas de ayuda y rescate, transporte de cargas, usos militares, etc.

En este sentido, es muy posible que los acabemos también viendo en la industria militar aplicados a drones, pero también como robots con forma humana que ayuden en todo tipo de trabajos, en las tareas del hogar, como acompañantes, etc. Si esta nueva generación de robots adquiere el suficiente nivel de inteligencia artificial se alcanzará la denominada «singularidad»: esto es, el momento en el que los robots alcancen un nivel de inteligencia igual o superior a la de los humanos, y se vuelvan por tanto independientes en tareas como el aprendizaje o incluso en su propia fabricación.

Cuando se alcance la singularidad, es posible que entonces los propios robots decidan que los humanos somos entidades inferiores o incluso prescindibles, por lo que será necesario poner cotas a su inteligencia o adoptar medidas -quizás las famosas Leyes de la Robótica de Asimov– que protejan a los humanos de máquinas que serán en todo superiores a nosotros. Después de la 5ª generación, puede que haya más generaciones de la robótica; la cuestión es: ¿seremos los seres humanos creadores, o meros testigos de ellas? El futuro lo dirá.