Robótica e Inteligencia Artificial de 3K MediaLab.

Desde el Laboratorio de 3K MediaLab hemos abierto un nuevo Proyecto: Robótica e Inteligencia Artificial 3K MediaLab. En dicha investigación estamos fusionando la Robótica con la Inteligencia Artificial y con nuestros conocimientos en Técnología para tener una nueva Advanced Tecnology Experience. A partir de ahora os iremos informando de nuestros avances y experiencias en este campo que puedan ser útiles para la Comunidad Maker.

Desde nuestra humilde posición en la Ciencia, hablamos de robótica como la disciplina encargada de diseñar y fabricar el hardware de las máquinas (la parte física).

Por el contrario, la Inteligencia Artificial sería tanto el producto como la disciplina encargada de diseñar y producir el software que hará funcionar las máquinas ensambladas por la robótica.

Similitudes y diferencias entre robótica e Inteligencia Artificial.

La principal similitud entre robótica e Inteligencia Artificial es que, ambas disciplinas, trabajan para diseñar y fabricar lo que se puede denominar en términos generales como máquinas o robots inteligentes. Ambas disciplinas trabajan de manera conjunta y, gracias a este trabajo, se logra el desarrollo de distintos modelos de máquinas inteligentes adaptadas a diferentes trabajos o tareas.

Por otro lado, la gran diferencia entre robótica e Inteligencia Artificial radica en que, cada disciplina, se ocupa del diseño y fabricación de una parte diferente de las máquinas inteligentes. La robótica trabaja con el hardware, mientras que la inteligencia artificial trabaja con el software que dirigirá dicho hardware.

Aplicaciones de la robótica y la Inteligencia Artificial.

Los usos y aplicaciones que tiene la combinación de robótica e inteligencia artificial son muchas, y, de hecho, cada vez aumenta a mayor velocidad. No obstante, a día de hoy, algunas de las principales aplicaciones que tienen las máquinas inteligentes se dan en los siguientes sectores.

  • Automatización de procesos: Por ejemplo en cadenas de montaje o en tareas logísticas relacionadas con el embalaje y el packaging.

  • Atención al cliente: Cada vez son más las máquinas inteligentes que se ocupan de tareas y de trabajos cara al público.

  • Sector sanitario: Algunos ejemplos interesantes que se dan en este sector son algunos tipos de desfibriladores, así como máquinas diseñadas para el diagnóstico de enfermedades y máquinas quirúrgicas, así como algunas máquinas diseñadas para cuidar a personas dependientes.

  • Visión artificial: Otro sector que se vale de las máquinas inteligentes es el de la visión artificial, donde el reconocimiento facial constituye un elemento clave y de mucho interés para el Control de Masas, tal y como vimos en nuestro anterior artículo Arte e Inteligéncia Artificial de 3K MediaLab. Si queréis ampliar vuestros conocimientos sobre este tema y Aprender a jugar con el Reconocimiento Facial podéis apuntaros también a nuestro Taller de Maquillaje 3K MediaLab.

  • De hecho, cada vez es más habitual ver entornos de trabajo donde personas y máquinas trabajan mano a mano en el desarrollo de distintas tareas. Es lo que se denomina cobots, o robots colaborativos. Estos robots están diseñados para realizar las tareas más tediosas o que requieren mayor fuerza física y, actualmente, forman parte habitual de muchas fábricas y entornos de trabajo.

  • Sin embargo, la presencia de estos robots colaborativos en la sociedad es cada vez mayor, y sus tareas no se limitan solo a aquellas que requieren fuerza física. Sus aplicaciones son útiles en prácticamente todos los sectores y, por ello, no cabe duda de que, poco a poco, los veremos en más entornos diferentes. Otro buen ejemplo de que, robótica e Inteligencia Artificial, forman un tándem perfecto. Un tándem que, sin duda, modelará la economía y la sociedad humanas de las próximas décadas.
¿QUÉ ES LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL?.

Aunque el término de inteligencia artificial lo acuñó John McCarthy en 1956 y lo definió como “la ciencia e ingenio de hacer máquinas inteligentes, especialmente programas de cómputo inteligente”, lo cierto es que comúnmente se entiende como la combinación de algoritmos que buscan la creación de máquinas que presenten las mismas capacidades de un ser humano.

Por su parte, la aplicación concreta de la inteligencia artificial a la robótica tiene como objetivo que los robots puedan realizar tareas de forma autónoma, pero no solo en lo que a la propia acción se refiere, sino también a que sean capaces tomar decisiones sobre qué hacer en un entorno determinado de trabajo bajo unos parámetros preestablecidos.

En este sentido, los cobots son un buen ejemplo de cómo la inteligencia artificial puede acelerar los procesos para lograr la perfección en la producción, ya que son mucho más que tan solo máquinas que realizan el trabajo más arduo, aburrido o peligroso. Pero ¿cuáles son las aplicaciones prácticas de inteligencia artificial que pueden realizar los robots colaborativos?

APLICACIONES PRÁCTICAS QUE PUEDEN REALIZAR LOS COBOTS DOTADOS DE IA.

Los cobots son mucho más sencillos de utilizar que las soluciones de automatización tradicionales. Pueden, también desarrollar aplicaciones prácticas de inteligencia artificial. ¿Cuáles son aquellas que pueden contribuir a lograr la perfección en una producción o en la ejecución de una tarea no necesariamente programada?.

  1. MONITOREO.

Un cobot controlado por inteligencia artificial puede detectar gracias a una aplicación de monitoreo condiciones cambiantes de espacio en el lugar de trabajo. De esta forma podrá monitorear, es decir, recoger, analizar y utilizar la información para optimizar su funcionamiento.

Para desarrollar esta aplicación con la máxima eficacia es fundamental medir y calcular los resultados del cobot a través de los Indicadores clave de rendimiento o KPIs, es decir las métricas que se utilizan para controlar el rendimiento en una línea de producción. En este sentido, los KPIs son esenciales para monitorear el cobot y guiarle en las decisiones que le ayuden a obtener el máximo rendimiento.

  1. VISIÓN ARTIFICIAL

Las ventajas y aplicaciones de la visión artificial en los robots colaborativos son tan importantes que les permite realizar tareas impensables hasta ahora. Un cobot dotado de visión artificial -es un subcampo de la inteligencia artificial- podrá, entre otras acciones, detectar y reconocer la presencia y orientación de un objeto o pieza, realizar tareas de inspección y selección, así como analizar los resultados de una operación y tomar las decisiones correspondientes.

  1. ADAPTACIÓN.

Un robot colaborativo dotado de inteligencia artificial puede ajustar la orientación de la tarea a medida que el resto de las máquinas se mueven. Además, también son capaces de controlar la fuerza requerida para una aplicación concreta como puede ser la de pick & place, o detectar una posible colisión y evitarla consecuentemente.

  1. APRENDIZAJE.

Gracias a los conocimientos adquiridos, un cobot puede predecir y diagnosticar errores en la producción mediante la identificación automática de los patrones de las tareas que esté realizando. Todo ello con el objetivo de lograr un mejor rendimiento.

  1. IMPLEMENTACIÓN.

Esta es una de las principales ventajas de la inteligencia artificial aplicada a la robótica, y es que un cobot puede comenzar a realizar una primera tarea en poco más de una hora, sin necesitad de la ayuda de programadores informáticos o personal externo especializado. Además, los robots colaborativos pueden hablar entre ellos gracias la comunicación inteligente que aumenta su eficiencia permitiendo el intercambio de cualquier flujo de datos.

  1. SUPERVISIÓN DE MAQUINARIA.

Por último, y no menos importante, un brazo robótico dotado de inteligencia artificial puede realizar aplicaciones de supervisión de maquinaria, controlándolas, organizando tareas y mejorando la eficacia de equipos cercanos. Y es que los cobots de Universal Robots son compatibles con todas las aplicaciones de supervisión de maquinaria.

En definitiva, la inteligencia artificial aplicada a la robótica colaborativa se traduce en mejoras significativas de los procesos productivos como pueden ser:

  • Detectar que algo no funciona bien en la línea de producción y detener la actividad.
  • Identificar mejoras en la forma en la que se realiza una determinada tarea, lo que significa una plena optimización.
  • Recopilar datos y analizarlos para ayudar en la toma de decisiones para la mejora de los procesos.

Todo ello gracias a un aprendizaje automatizado que hace que las tareas se realicen de una forma rápida, eficiente y productiva.

Aplicaciones de los robots autónomos dotados de IA.

¿Por qué se dice que un robot posee inteligencia artificial?.

Se suele afirmar esto al comprobar cómo las máquinas actuales son capaces de realizar numerosas tareas que, hasta ahora, eran desempeñadas por el ser humano. A continuación vemos algunas de las aplicaciones más habituales en las que se aprovecha el binomio inteligencia artificial y robótica.

Montaje.

La inteligencia artificial aplicada a la robótica se usa ya de forma generalizada en muchas cadenas de montaje, por ejemplo en plantas industriales o de fabricación de vehículos. Los procesos que antes tenían ser desempeñados por operarios ahora son realizados por brazos robóticos que permiten automatizar todo el proceso.

Embalaje.

Lo mismo que en el ejemplo anterior se puede extrapolar al embalaje de productos. La inteligencia artificial en el packaging ha mejorado los procesos y aumentado la eficacia en el envase y embalaje de productos. No se trata solo de robots capaces de seguir unas instrucciones de causa-efecto. Se pueden añadir datos a sus sensores, los cuáles analizan para modificar su operativa de acuerdo a los resultados obtenidos. Además, mejoran el mantenimiento predictivo y su período de inactividad es cero.

Atención al cliente.

El uso de inteligencia artificial y robots también está cambiando, poco a poco, las formas de tratar con usuarios y consumidores. Hace ya tiempo que en el entorno online se usan los chatbots, programas de ordenador que sustituyen a los teleoperadores. Este software es capaz de ofrecer soluciones en base a las preguntas de los usuarios, y más aún, de aprender con el tiempo gracias al machine learning.

Pero, ¿y si extrapolamos los chatbots al mundo físico? Todavía no es muy común, pero ya existen casos de robots que actúan como personal de atención al público.

Visión Artificial.

La visión artificial es una de las ventajas que ofrecen los llamados cobots o robots colaborativos. Es una de las principales señas de identidad de la industria 4.0. A través de sensores inteligentes la IA puede detectar imágenes y procesarlas en basa a unos parámetros establecidos. Unido a la robótica, esto tiene numerosas aplicaciones, como el pick and place, montaje, empaquetado, control de calidad, seguridad, etc.

Procesamiento del Lenguaje Natural (NLP).

La aplicación de la inteligencia artificial en la robótica permite desarrollar robots con comportamientos que se aceran cada vez más al de las personas. El Natural Language Processing (NLP) consiste en la capacidad de una inteligencia artificial para reconocer y comprender el lenguaje humano. Uno de los principales retos es conseguir que las máquinas puedan entender conceptos muy específicos, ambiguos o abiertos a diferentes interpretaciones. En cualquier caso, ya hay numerosos ejemplos en que esta tecnología se usa para el procesamiento de textos y para el Arte, tal y como vimos en nuestro artículo Arte e Inteligencia Artificial de 3K MediaLab.

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Automatización de procesos.

Todo lo anterior redunda en la capacidad para automatizar procesos. La unión de inteligencia artificial y robótica permite realizar procedimientos mecánicos de forma eficaz, sin necesidad de intervención humana. ¿Significa esto que la aplicación de los robots con IA sustituirá al ser humano? No, simplemente son una ayuda, un complemento que permite que los profesionales se dediquen a tareas más específicas y productivas.

Ventajas de juntar Inteligencia Artificial y Robótica.
La inteligencia artificial robótica ofrece una serie de ventajas que merece la pena destacar.

Por un lado, está la capacidad para optimizar su propio funcionamiento. Las tecnologías de machine learning o deep learning permiten que las inteligencias artificiales puedan mejorar su memoria artificial en base a la experiencia. Es el caso de AlphaZero, la I.A. que ha revolucionado el mundo del ajedrez. Un programa de ordenador que solo necesitó jugar partidas contra sí misma para volverse prácticamente invencible.

Otra de las ventajas de la aplicación de la robótica con inteligente artificial es que las máquinas nunca se cansan ni duermen. Pueden trabajar por sí mismas 24/7. O, al menos, podrían hacerlo en teoría. A día de hoy, sigue siendo necesario que el trabajo de esas máquinas sea supervisado por alguien humano. Pero la posibilidad de la autonomía total está ahí.

La IA Predictiva.

La inteligencia artificial también es capaz de analizar datos para el diagnóstico y predicción de errores. Unido a la robótica, puede tener numerosas aplicaciones. Por ejemplo, el mantenimiento predictivo de sistemas o cadenas de montaje.

Por otro lado, está la ventaja de la comunicación inteligente, no solo con un ser humano, sino que otros robots. Es decir, que dos robots puedan “entenderse” para trabajar de forma colaborativa en la resolución de un mismo problema.

Finalmente, están otras ventajas que serán todavía más importantes en el futuro. Básicamente, los robots son capaces de realizar tareas que los humanos no pueden o que entrañan un riesgo elevado. Por ejemplo, imagina un robot que pueda adentrarse en una estructura a punto de derrumbarse, en un edificio en llamadas o en un entorno altamente contaminado.

Estas son solo algunas de las soluciones que inteligencia artificial y robótica ofrecen en la actualidad. En el futuro, serán muchas más, aunque resulta difícil predecir por qué caminos va a avanzar.

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Riesgos y desventajas de la combinación entre robótica e inteligencia artificial.

También hay que resaltar que la combinación de robótica e inteligencia artificial todavía se enfrenta a numerosos retos, tanto en el plano tecnológico como en el ético.

Por ejemplo, todavía no se puede garantizar la seguridad en la toma de decisiones de las máquinas. Es necesario que un operario humano controle la ejecución de las tareas, en previsión de que pueda ocurrir algún fallo. Puede que las máquinas no se equivoquen, pero su construcción ha sido cosa de humanos, y los humanos sí se equivocan.

Otra desventaja, al menos de momento, es que se trata de un tecnología muy cara. No todo el mundo puede tener acceso a ella, por lo que habría que ver cuál puede ser su grado de penetración en la sociedad. Uno de los riesgos es que se limite su acceso en el sector público, y que sea explotada casi exclusivamente por empresas privadas, con sus propios fines.

Discusión:

Entre las preguntas que los expertos también se hacen es: ¿quién tiene la responsabilidad de las decisiones tomadas por los robots? Esta pregunta, que parece sacada de las leyes de la robótica de Isaac Asimov, es mucho más importante de lo que parece. Todavía hay una enorme carencia en la normativa referente a las responsabilidades derivadas de los fallos de funcionamiento de robots o inteligencias artificiales.

En otro sentido, una de las preocupaciones que pueden empezar a surgir es: ¿sustituirán los robots al ser humano? ¿Nos quitarán el trabajo las máquinas? Los expertos del sector aseguran que no, que las máquinas son un complemento al trabajo de los humanos. Sin embargo, es normal que las dudas estén ahí. No cabe duda de que inteligencia artificial y robótica van a provocar, tarde o temprano, cambios profundos en la estructura laboral, a los cuáles habrá que saber adaptarse.

Conclusión:

Por último, está la posibilidad que inteligencia artificial y robótica sean dos tecnologías que se utilicen con fines poco éticos. Quienes tendrán más acceso a las tecnologías más avanzadas serán empresas y corporaciones que manejan grandes presupuestos, y que podrían utilizarlas para sus propios objetivos. Por ello, es fundamental elaborar una legislación que regule el uso de la inteligencia artificial y su aplicación a la robótica.

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¿Qué empresas desarrollan robots con inteligencia artificial?

Existen diversas empresas que se dedican a combinar inteligencia artificial y robótica. Estos robots con inteligencia artificial pueden llegar a ser sorprendentes y, en algunos casos, parecen sacados de algún libro o película de ciencia ficción.

Boston Dynamics.

Boston Dynamics es una de las empresas de ingeniería robótica más conocidas. Creada en 1992, saltó a la fama en el año 2005 cuando creó BigDog, un robot cuadrúpedo capaz de funcionar como vehículo de carga en terrenos complicados.

Sin embargo, ahora han ido varios pasos más allá con Atlas, el robot capaz de hacer parkour:

ASIMO.

La inteligencia artificial en robots comenzó a conocerse entre el gran público a finales del siglo XX y principios del XXI. Uno de los pioneros fue ASIMO. Es un robot creado por la división de robótica de Honda en el año 2000. Desde entonces ha tenido varias actualizaciones, la última en el año 2014. ASIMO, acrónimo de Advanced Step in Innovative Mobility nació con el objetivo de ayudar a las personas con movilidad reducida, y mover a los jóvenes a estudiar ingeniería robótica. Desde entonces le hemos visto hacer muchas cosas, incluso tirar penalties.

Sophia.
Sohpia es, probablemente, el robot con inteligencia artificial más avanzado del mundo. No solo cuenta con una de las mejores inteligencias artificiales, sino que además está hecho a imagen y semejanza de un ser humano. Sophia es capaz de responder cuestiones, mantener una conversación con cierto sentido e, incluso, de saciar su propia curiosidad formulando sus propias preguntas. Ha sido diseñada por Hanson Robotics, quienes para modelar su aspecto físico se inspiraron en Audrey Hepburn.
Cobots.

Los cobots son robots colaborativos diseñados para interactuar con el ser humano en un entorno de trabajo. No hay que confundir entre un cobot y un robot industrial. Los robots industriales son de gran tamaño y ocupan una posición fija en las instalaciones. En cambio, los cobots son de tamaño menos reducido y se pueden trasladar fácilmente para reubicarlos. También son más seguros, al tener menor potencia y realizar una actividad menos intensiva. Hoy en día ya son uno de los ejemplos más claros de robótica inteligente aplicada a sectores profesionales.

Google.

Cómo no, Google tampoco ha querido dejar de probar en el campo de la inteligencia artificial y robótica y ha diseñado su propio robot, cuya particularidad es que aprende a caminar y a levantarse solo cuando se cae. Lo que a los humanos nos lleva alrededor de un año o más de vida, a este robot le toma apenas horas.

Ballie.

Samsung ha presentado en el CES 2020 un prototipo de su nuevo asistente personal. Un paso más allá de Alexa o Google Home. Ballie no solo es capaz de seguir órdenes por voz o definidas por el usuario, sino que es una inteligencia robótica capaz de moverse y realizar tareas de forma autónoma. Un auténtico mayordomo en forma de pelota de tenis.

TMiRob.

Ahora que el coronavirus se ha convertido en una de las grandes preocupaciones para la salud en todo el mundo, inteligencia artificial y robótica están demostrando que pueden ser de gran ayuda en este campo. Ahí está el ejemplo del TMiRob, una máquina robótica que ha sido desplegado en los hospitales de Wuhan y en otras zonas en cuarentena, con el objetivo de desinfectar zonas sin necesidad de intervención humana.

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Singularidad, inteligencia artificial y robots.

¿Cuál es el límite de la inteligencia artificial?. ¿Hasta dónde es capaz de llegar un robot?. ¿Pueden la inteligencia artificial y la robótica llegar a ser un problema para el ser humano?

Expertos y teóricos en la materia hablan de la posibilidad (no certeza) de llegar a lo que se denomina como singularidad tecnológica. Básicamente, consiste en crear una inteligencia artificial general tan eficaz y potente, que sea capaz de automejorarse, o de crear nuevas I.A. o robots igual o más inteligentes que ella misma.

Los sucesivos ciclos de creación de esta supuesta máquina, crearían inteligencias artificiales cada vez más complejas y avanzadas que, hipotéticamente, podrían salirse de control. Es decir, llegaría un momento en el que la creación de esta inteligencia artificial superaría el control y la capacidad intelectual humana, siendo imposible desconectarla o neutralizarla.

Este concepto de superinteligencia ha sido ampliamente explorado en el cine, la literatura o los videojuegos, donde la ciencia ficción ha abordado la existencia de robots inteligentes capaces de dominar al ser humano. Los ejemplo son múltiples, como HAL (‘2001: Una odisea en el espacio‘), Skynet (‘Terminator‘), GLaDOS (‘Portal‘), Shodan (‘System Shock‘), AM (‘I have no mouth and I must scream‘), NORAD (‘Juegos de guerra‘) y muchos más.

Los libros, películas o videojuegos, unido a la posibilidad, por pequeña que sea, de que la tecnología artificial o los robots un día puedan escapar al control humano, ha creado una especie de desconfianza hacia esta tecnología. Pero lo cierto es que todavía queda mucho debate abierto sobre si una IA podría llegar algún día a tener la suficiente conciencia como para pensar en la autorreplicación y su propia supervivencia.

Si quieres más información sobre inteligencia artificial y robótica, tienes mucha más información en forma de libros o documentales y, por supuesto, en nuestros Cursos de Robótica e Inteligencia artificial y Curso de Robótica para Niños de 3K MediaLab.

Libros:

Sin duda, uno de los libros más conocidos sobre el estado de la inteligencia artificial actual es ‘Artificial Intelligence: A Modern Approach‘, escrito por Stuart Ruseell y Peter Norvig. Fue publicado en el año 1995 y es considerado como el libro más conocido sobre I.A., no en vano se utiliza en más de 1.300 universidades.

Otro de los libros más recomendados, sobre inteligencia artificial y robótica, sobre todo para los más pesimistas es ‘El fin del trabajo. Nuevas tecnologías contra puestos de trabajo: el fin de una era‘, de Jeremy Rifkin. Como se puede extraer del título, el libro habla sobre cómo la llegada de los robots producto de la ciencia artificial va a transformar el mercado laboral, y cómo algunos trabajos desaparecerán para siempre al estar ocupados por máquinas.

También es interesante la visión que propone el libro ‘Abstenerse humanos: Guía para la riqueza y el trabajo en la era de la inteligencia artificial‘, de Jerry Kaplan. En este caso no se limita a hablar de los riesgos que conlleva esta tecnología. Se centra en cómo utilizarla para que sea accesible a la mayoría de la población, con propuestas económicas y sociales para que su integración en el mundo sea menos costosa y traumática.

Terminamos con un libro que puede ayudar a ver la versión de la robótica de uno de los grandes escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov, creador de la Tres leyes de la robótica. Su obra ‘El robot completo‘, (también llamado El libro de los robots o Los robots) es un compendio de cuentos publicados entre los años 1940 y 1976. Puede que sea ficción, pero tiene una base científica.

Documentales:

Uno de los documentales sobre inteligencia artificial y robótica que mas éxito ha tenido es ‘Roboticize me‘, el cual es un capítulo de la serie documental ‘Doc Zone‘ de la CBC. En él, un actor real y un robot con apariencia humana, exploran con un toque de comedia las consecuencias que puede tener el avance de las máquinas inteligentes:

Otro documental muy interesante que se puede ver a través de internet es ‘Plug & Pray‘. El director alemán Jens Schnaze entrevista a algunas de las personalidades más importantes en el campo de la robótica. En él, se exploran los condicionantes éticos y morales de la búsqueda de la creación de máquinas complejas, hasta el punto de creerse una especie de dioses creadores de humanos artificiales.

Por último, y más centrado en la inteligencia artificial, está el documental ‘AlphaGo‘. Es la historia de las cinco partidas del milenario juego Go que el coreano Lee Sedol, 18 veces campeón del mundo, disputó ante la inteligencia artificial AlphaGo. Para saber el resultado final tendrás que ver el documental:

Esto ha sido todo sobre inteligencia artificial y robótica. Hemos hablado de cómo se integran estas tecnologías, de las aplicaciones que tienen, las ventajas que ofrecen y los riesgos que pueden suponer. También hemos mencionado algunas de las principales empresas y sus mayores avances, y te hemos dado más material para investigar. Y es que I.A. y robótica ya forma parte del presente, pero será parte más importante aún del futuro.

Firmado por: Comunidad Maker 3K MediaLab.

Robótica e Inteligencia Artificial de 3K MediaLab II.
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