- Intriduccion
- Cibernetica
- La biónica
- La robótica
- INTELIGENCIA ARTIFICIAL
- conclusiones
- bibliografia
- 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. La unión de diferentes ciencias
como la mecanica, eletronica, medicina,
fisica, quimica y computación, han dado el surgimiento de
una nueva doctrina llamada Bionica, La cual busca imitar y
curar enfermedades
y deficiencias fisicas.
A todo esto se une la robotica, la cual se encarga de
crear mecanismos de control los
cuales funcionen en forma automatica.
Todo esto ha conducido al surgimiento de los Cyborg,
organismos Bio-mecanicos que buscan imitar la naturaleza
humana.
Han pasado varios años desde que ingenieros,
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: Cibernetica, Robotica, Bionica e Inteligencia
Artificial.
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 congreso sobre la
inhibición cerebral celebrado en Nueva York, del cual
surgió la idea de la fecundidad 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 especialmente
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, ofrecen 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 mecanismos 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 bionica es
la ciencia
que estudia los: principios de
la
organización de los seres vivos para su
aplicación a las necesidades 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, realizan
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 tareas 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 interplanetarias
trastorna completamente la fisiología y, el cambio
brusco que sobreviene durante el paso de la tierra
a otro planeta, 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 fisiología, se llamara "cyborg". Su
constitución contendrá
glándulas electrónicas y químicas,
estimulados bioelectricos, el todo incluido en un organismo
cibernetizado… Sus padres, M.Clydes y N.Kline, abordan la
ficción de una manera concreta, considerando que
el hombre
en el espacio, para protegerse de las radiaciones,
temperaturas excesivas y aceleraciones 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 examinara la
creación de este nuevo ser.El individuo, fuera de la escafandra, es
extremadamente vulnerable, hay que transformarlo para hacer
de él un Cyborg. Colocado en una atmósfera cuya presión sea diez
veces menor, el hombre
vería su sangre bullir
y sus pulmones estallar. Un convertidor químico
injertado en el vientre y colocado en el sistema
circulatorio, cuyo papel
seria rebajar la temperatura, como un simple sistema
refrigerador, y eventualmente participar en la
oxigenación de la sangre,
bastaría.El sistema
endocrino será reemplazado por estimulados
electrónicos que controlen la cantidad de adrenalina
en el caso de una estimulación suprarrenal o del
azúcar sanguíneo (glucemia) en el caso de una
estimulación hepatetica. Otro sistema
endocrino artificial, un dispositivo de calentamiento
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 viajes
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 producirse el
acontecimiento, estaríamos frente a un nuevo
individuo. Su envejecimiento no será comparable a la
dulce madurez de un terrícola en la tierra,
pero por su estructura
particular, asistiríamos 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 considerada 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 investigaciones, particularmente a la medicina.METODOS DE LA CIBERNETICA
La cibernética ha encontrado sus primeros
elementos en el estudio de los reguladores, que se encuentran
en biología y en el campo
técnico.En biología, el sistema
nervioso nos ofrece dos formas de regulación
análogas. Es el caso de las regulaciones
neuro-endocrinas, que aseguran el mantenimiento del equilibrio
en nuestro medio interior, aunque las regulaciones sean muy
complejas y hayan de intervenir varios elementos correctores
que se anulan, se suman o se complementan, 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 antidiuretica 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 ejemplo, se posibilita
mediante el juego de
los musculos
de la estática que, por una serie de
contracciones y dilataciones, aseguran el equilibrio
del conjunto.La flexión de una pata posterior engendra una
serie de contracciones y relajaciones rítmicas, en
tanto dura la flexión. Asistimos al fenómeno
del "clonus", bien conocido en neuropatología, 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
determinado favor, como el esquema construido por Bucy para
tratar de explicar la teoría de los movimientos
involuntarios. La careoatetosis con sus movimientos
desordenados y el mal de Parkinson con su temblor asociado a
la parálisis, parecen responder a la existencia de
circuitos
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 probablemente
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 comprender el funcionamiento de los
organismos 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
sintéticos (como tortugas, ranas e.t.c.).DIFICULTADES ENCONTRADAS POR LA
CIBERNETICAAlgunos ejemplos muestran cuan delicado 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 implicaría
un conocimiento perfecto de las estructuras 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.- CibernEtica
- La Bionica
La medicina se
beneficia de los descubrimientos las aplicaciones de la
electrónica, se asiste sin embargo desde
hace muchos años a un cambio
inverso. Cuando dos disciplinas se fusionan, 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
fenómenos fisiológicos que puedan inducir los
dispositivos 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 maravillado
siempre a los cibernéticos. La naturaleza es
un inmenso laboratorio
donde se realizan continuamente experiencias; lo mas
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
contuvieran órganos receptores provenientes del mundo
animal, unidos entre sí mediante componentes
electrónicos, viviendo los órganos bañados
en una solución fisiológica. Así se
realizan circuitos,
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
Musculos Bionicos:
Nervios Bionicos:
Naris Bionica
Ojo Bionico
Oido Bionico
Lengua Bionica
Estimulación Bionica
El Hombre Bionico
Todos estos avances en la Bionica han ayudado a la
medicina a
realizar grandes avances en la cura de enfermedades y
deficiencias físicas.
- LA ROBOTICA
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 microprocesadores que reciben el input de los
sensores y que
estos microprocesadores ordenen al robot la
ejecución de las acciones
para las cuales está concebido. En este último
caso, el propio robot es a su vez una computadora.
Al oír la palabra robot, a menudo se produce en
nuestra mente la imagen de una
máquina con forma humana, con cabeza y extremidades.
Esta asociación es fruto de la influencia de la
televisión o del cine, cuyos
anuncios o películas muestran máquinas con forma
humana, llamadas androides, que generalmente 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 permitido todavía construir un
robot realmente inteligente, aunque existen esperanzas de que
esto sea posible algún día.
Hoy por hoy, una de las finalidades de la construcción de robots es su
intervención en los procesos de
fabricación. Estos robots, que no tienen forma humana en
absoluto, son los encargados de realizar trabajos repetitivos
en las cadenas de proceso de
fabricación, como por ejemplo: pintar al spray, moldear
a inyección, soldar carrocerías de
automóvil, trasladar materiales,
etc. En una fábrica sin robots, los trabajos antes
mencionados 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 ROBOT’s
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 sentido
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 principales 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, microbiología, 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
magnéticos y reproducirlas para accionar una
máquina mecánica. La patente de Estados
Unidos correspondiente se emitió en
1952. - 1951 Trabajo de desarrollo
con teleoperadores (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 Tecnologia 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 comercial 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
artículos programada» de Devol. Utilizaba los
principios
del control numérico para el control del manipulador y
era un robot de transmisión
hidráulica. - 1961 Un robot Unímate se instaló en
la Ford Motor
Company para atender una máquina de fundición
en troquel. - 1966 Tralífa, una firma noruega,
construyó e instaló un robot de pintura
por pulverización. - 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 sensores
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 computadora para la investigación con la
denominación WAVE. Fue seguido por el
lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron
posteriormente 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
utilizó en operaciones
de montaje, una de las primitivas 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 laboratoios 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 componentes de aviones, bajo el patrocinio de Air Force
ICAM (Integrated Computer-Aided 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 comerciales 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 orientaciones aleatorias y posiciones fuera
de un recipiente. - 1981 Se desarrolló en la Universidad Carnegie-Mellon un robot de
impulsión directa. Utilizaba motores
eléctricos situados en las articulaciones 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
dispositivos 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 investigación en Westinghouse Corp.
bajo el patrocinio de National Science Foundation sobre un
«sistema de montaje programable-adaptable»
(APAS), un proyecto
piloto para una línea de montaje automatizada flexible
con el empleo de
robots. - 1984 Varios sistemas
de programación fuera de línea se
desmostraron en la exposición Robots 8. La
operación típica de estos sistemas
permitía que se desarrollaran programas de
robot utilizando gráficos.
ROBOTS IMPULSADOS NEUMATICAMENTE
La programación de estos robots consiste en
la conexión de tubos de plástico a unos manguitos
de unióñ 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 proporciona presión y vacío al
conjunto de manguitos de unión en una secuencia
controlada por el tiempo. La
parte superior es el conjunto de manguitos 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
simples 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 elementos
básicos de un robot: estas máquinas son
programables, automáticas y pueden realizar gran
variedad de movimientos.
ROBOTS EQUIPADOS 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 informan 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 memoria
electrónica capaz de almacenar programas y un
conjunto de circuitos de
control digital, se obtienen robots más potentes y de
más fácil manejo.
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 terminada la programación, el robot inicia su trabajo
según las instruciones 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 control y ser
dirigido por la circuiteria electrónica que
ejecutaría el programa
grabado en memoria.
Gracias a la memoria
electrónica que poseen estos robots, se pueden tener
almacenados varios programas. El
modo de elegir uno de los programas
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 cadenas de
soldadura de
carrocerías de automóviles. Los robots
están programados para soldar automóviles de
varios modelos
distintos. El programador, 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 sirven 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
computadora permite además acelerar más o
menos los movimientos del robot, para facilitar la
manipulación de objetos pesados.
ROBOTS CON CAPACIDADES SENSORIALES
Aún se pueden añadir a este tipo de
robots capacidades sensoriales: sensores ópticos,
codificadores, etc. Los que no poseen estas capacidades
sólo pueden trabajar en ambientes donde los objetos que
se manipulan se mantienen siempre 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 constituyen la
última generación de este tipo de
máquinas. El uso de estos robots en los ambientes
industriales es muy escaso debido a su elevado 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 sensoriales 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 embotellado 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
incapaces de desarrollar la mayoría de operaciones que
la industria
requiere. Al no disponer de unas capacidades sensoriales bien
desarrolladas, el robot es incapaz de realizar tareas que
dependen del resultado de otra anterior.
En un futuro próximo, la robótica
puede experimentar 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 proceso
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
comapdos de alto niyel y convertirlos en órdenes, que
serán ejecutadas por el robot para realizar tareas
enormemente sofisticadas.
Si los elementos del robot son cada vez más
otentes, también tendrán que serlo los programas
que los controlen a través de la computaora. Si los
programas son más complejos, la omputadora deberá
ser más potente y cumplir nos requisitos mínimos
para dar una respuesta rapida a la información que le llegue a través
de los sensores del robot.
Paralelo al avance de los robots industriales
erá el avance de las investigaciones
de los roots llamados androides, que también se
beneiciarán de los nuevos logros en el campo de los
aparatos sensoriales. De todas formas, es posile 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
estructura
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),
tendrán la forma de «robóts
mosquitos» mecanismos semiinteligentes 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 continuamente 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 tradicional 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 «arquitectura de
subsunción» que utiliza un método
de programación «de abajo hacia arriba» en
el que la inteligencia
surge por sí sola a través de la
interacción de elementos independientes relativamente
simples, tal como sucede en la naturaleza.
A la década de los ochenta pertenecen progresos
en robótica
verdaderamente notables. Una tarea tan simple como la de quitar
el polvo con una aspiradora y esquivar convenientemente los
obstáculos que haya, no se programa tan
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 maniobra
para eludirlos y seguir trabajando con la aspiradora. En
comparación, los robots industriales, que realizan
operaciones
muy precisas y a veces complejas, no plantean tanta dificultad
en su diseño 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
quirúrgicas 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. Ultimamente, se ha
logrado utilizar estas máquinas para realizar el
cálculo de los ángulos de
incisión de los instrumentos de corte y reconocjmiento
en operaciones cerebrales; así mismo, su operatividad se
extiende a la dirección y el manejo del trepanador
quirúrgico para penetrar el cráneo y de la aguja
de biopsia para tomar muestras del cerebro. Estos instrumentos
se utilizan para obtener muestras de tejidos de lo
que se suponen tumores que presentan un difícil acceso,
para lo que resulta esencial la intervención 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 razonamientos 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 continuar
su educación leyendo libros,
diarios y revistas.
Cyc servirá de plataforma para otros programas,
que podrán utilizar sus conocimientos generales 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 procesador 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 precursor de un circuito
electrónico-biológico: el primer paso hacia la
construcción neurona por
neurona, de
un cerebro semiartificial.
Cree que puede ser más fácil utilizar
células
vivas para construir máquinas inteligentes que imitar
las funciones de
éstas con tecnología de semiconductores, como se ha hecho
tradicionalmente.
En el futuro, se podría utilizar el chip
neuronal de Aizawa como interfaz entre la prótesis y el
sistema
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 EVOLUCION
La evolución en la naturaleza fue
la clave para mejorar los organismos y desarrollar la inteligencia. Michael Dyer, investigador de IA
de la U de California, apostó a las características evolutivas de las
redes neurales
(redes de
neuronas artificiales que imitan el funcionamiento del cerebro)
y diseñó Bio-Land. Es una granja virtual donde
vive una población de criaturas basadas en
redes
neuronales. 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 TODAVIA
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
semiartificial.
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
súpercomputadores existentes- apenas iguala al poder
cerebral de un ratón.
Si fuera posible hacer una máquina de capacidad
equivalente a la del cerebro humano, requeriría 100
megawatts, 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 exclusivo de Dios.
¿PUEDE PENSAR UNA MAQUINA?
Esta pregunta tan simple plantea unos problemas
tan grandes que, posiblemente, nunca se llegue a un acuerdo
completo entre las distintas 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 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 sentenciar 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 atitud 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
biológicamente 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 traducirse como los ámbitos del
hardware y el
software.
¿SE PUEDE PRODUCIR ARTIFICIALMENTE LA
INTELIGENCIA HUMANA?
Del ser humano se afirma su inteligencia porque posee
intuición, inspiración, capacidad de organizar
cadenas lógicas de pensamiento,
sentimientos y expresión lingúistica, 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 necesario 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 llevará primero a darnos
cuenta de que lo definido, en realidad envuelve más de
lo inicialmente señalado y posteriormente a comprender
totalmente su significado más amplio.
La palabra inteligencia procede del latín
intelligentia, que significa la capacidad de entender o
comprender. Esta etimología es poco iluminadora porque,
en realidad, su origen se remonta a otro término latino,
legere, que significa «coger» o
«escoger». De ahí que intelligere comunique
el significado de reunir elementos, escogér entre ellos
y formar ideas, comprender, conocer.
De modo genérico, la actividad intelectiva
agrupa, mediante un intrincado dispositivo neurológico,
los procesos de la percepción, formación de
impresiones, memorización, cotejo de imágenes, elección y
gradación de éstas, comprensión y conocimiento. No es absurdo pensar que una
máquina de extraordinaria perfección alcance a
realizar estas tareas. También puede entenderse que el
objetivo de
una máquina pensante se circunscriba a ámbitos
más lógicos que creativos, 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
artificial. 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 trabajos 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 eticidad no son absolutamente imprescindibles para la
afirmación de la inteligencia y, posiblemente, puedan
conquistarse.
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 nuestra 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 principio creativo se está admitiendo un salto
cualitativo con respecto al resto de los procesos
mecánicos. Es evidente que el pensamiento
entraña una dificultad de análisis muy seria; pero ello no quiere
décir 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 alcanzar 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 conciencia.
No obstante, desde un punto de vista histórico, el ser
humano ha ganado la conciencia después de deambular
durante períodos dilatados 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 provocan torrentes de palabras, sin atender a lo que
en realidad está ocurriendo. Ello puede ser la
explicación de que la discusión se agote a medida
que deviene desfasada.
Lo cierto es que, paulatinamente, las computadoras
están aprendiendo a ocuparse de una gran 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 sistemas tangibles, reales.
La I.A. tiene recorrido un largo trecho que se inicia
a mediados de los años cincuenta. El elemento 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
información 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 categoría 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 resolución 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 artificial» 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 distribución 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 profundízación 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: posteriormente,
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 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
clarificar 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 características 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 perfectamente el bien, del mal, por más
intentos que alguien haga para presentarnos algo malo como
bueno, ¿oh no?.
REPRESENTACION 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, interconectados 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 concepto,
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
aprendido, al menos en relación a esa tarea.
MEtodos 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 competencia 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
¿Que pueden hacer Las Computadoras dentro
del área de la Inteligencia Artificial?
- Resolver Problemas difíciles: Es conocido que
las computadoras pueden realizar cálculos
aritméticos a increíble velocidad,
actualmente no es extraño ver programas que realizan
calculo 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 enfermedad, 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 significados. - 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 peligroso, aburrido, o poco remunerado. El pasar de
máquinas de propósito especifico a robots
inteligentes, requiere de agregar muchas capacidades, 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 determinar si quien ha estado
respondiendo a sus preguntas 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 productos,
donde las tareas son repetitivas y aburridas. Son muy
solicitados en ambientes peligrosos para el ser humano, como en
el manejo de explosivos, altas temperaturas, atmósfera sin la cantidad 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 elementos son controlados
por un sistema de control programado para realizar varias
tareas bajo una secuencia de pasos preestablecidos. Los
investigadores de IA pretenden 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 estudio del
área de la visión trata con la necesidad
identificar objetos o imágenes
y utilizar esta información 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 observación humana. Para tener una
visión estereoscopica 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 imágenes
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 RESOLUCION DE PROBLEMAS
Algunos problemas se solucionan por procedimientos
determinísticos que garantizan el éxito (algoritmos
computables). Otros son problemas cuya solución no es
obtenida mediante el cómputo. Esos otros problemas se
resuelven por la BUSQUEDA de la solución. Este
Método de solucionar problemas es el que se aplica en
I.A.
La BUSQUEDA ES EL INGREDIENTE CRITICO DE LA
INTELIGENCIA
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
- Que tan rápido se encuentra la
solución. - Que tan buena es la solución.
HEURÍSTICA
Información mediante la cual podemos
seleccionar como mejor un nodo.
Sistemas expertos
Los sistemas
expertos o especializados constituyen una
instrumentalización de la l.A. apasionante 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 información, sino un consejero o especialista
en una materia de
ahí que aporte saber, consejo experimentado.
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 sistema (software-hardware) en un
especialista en la materia para
lo que está programado; se utiliza como apoyo o elemento
de consulta para investigadores, 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
norteamericana de Pittsburg en 1 977.
En los centros medicos que disponen de dicho sistema,
el médico acude a la cónsola de la computadora
después de haber reconocido al paciente y haber
realizado los análisis que cree pertinentes. Entonces
la máquina solicita al médico información
sobre el paciente, y se establece una conversación a
través de la pantalla 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 pruebas y
análisis. Con esta información, el
sistema experto relaciona los datos de forma
muy elaborada y comienza por desechar posibles
diagnósticos hasta que llega a los que parecen
más probables. 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 médicos. Estos especialistas son
denominados «informantes». La meta
consiste en plasmar computacionalmente 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
especialista a una programación que ha de incluir
procedimientos
de diagnóstico y conocimientos de enfermedades.
El lenguaje natural y otros Ambitos de la
I.A.
Un gran objetivo, no
carente de una abrumadora 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 sin ninguna dificultad de comprensión, ya sea
oralmente o por escrito. Aquí encontramos la
realización de un sueño largamente alimentado:
hablar con las máquinas y que éstas entiendan
nuestra lengua y,
también, que se hagan éntender 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 alentadores. Ciertas máquinas pueden
interpretar las grafícas de textos escritos y
reproducirlos oralmente: 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 historias cortas y
resumirías escuetamente con una gramática correcta y una expresión
convincente.
Para lograr que las computadoras comprendan la
lengua en la
que la persona se
expresa, es preciso pasar por una dilatada cadena de investigaciones
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, finalmente, el
análisis global de los actos de comunicación 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
vertirán de manera automática e inmediata a otra
lengua o
idioma. Se prevé alcanzar mecánicamente un 90 por
cientode precisión, y el resto del material de
traducción será tratado por personal
especializado.
Junto al lenguaje, aparece otro objetivo capital,
consistente en el tratamiento de gráficos y la visi6n
artificial. De este planteamiento se desgranan aspectos como
los de la percepción electrónica,
selección y almacenamiento de imágenes, 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 objetivos,
se encuentra la robótica.
Elementos de la I.A.
En verdad, la inteligencia artificial consiste en la
asimilación de los procesos inductivos y deductivos 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 distancia abismal de la superior complejidad
neurológica 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 siguientes:
- Estrategias de comportamiento inteligente.
- Saber o saberes.
Como se podrá apreciar, estos elementos forman
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
disposición de reglas para formular buenas inferencias 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 sistema experto posee en memoria
todos los conocimientos distintivos que tendría un
especialista en la materia, sea un médico, un abogado o
un químico. El saber que se recoge tiene un
carácter especializado y alcanza un volumen
conceptual considerable.
La estructura que presenta un sistema de
información inteligente consta de tres niveles
perféctamente integrados en una superarquitectura
microelectrónica. Son tres niveles que cubren desde la
relación exterior hasta la profunda organización 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 natural
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 sistemas
expertos, que se configuran merced a unas estrategias de operación y una base de
conocimientos orgánicamente ralacionados. - Nivel profundó. Este último nivel
corre paralelo a las funciones
más profundas del cerebro. 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 adecuada 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 eletronicos y de producir elementos
bio-mecánicos, con componentes electronicos 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 capacidades de razonamiento
y resolución de problemas.La Cibernética es la ciencia
que se ocupa de los sistemas de
control y de comunicación en las personas y en las
máquinas.La bionica es la ciencia
que estudia los: principios de
la
organización de los seres vivos para su
aplicación a las necesidades técnicas. De esta
se deriva la construcción de modelos de
materia viva, particularmente de las moléculas
proteicas y de los ácidos nucleicos.La Robótica es la técnica que aplica
la informática al diseño y empleo de
aparatos que, en substitución de personas, realizan
operaciones o trabajos, por lo general en instalaciones
industriales.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 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 investigaciones, particularmente a la
medicina.- Conclusiones
- BIBLIOGRAFIA
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.
Giovanny Guillén Bustamante
T.S.U en Informática
Estudiante del 8vo semestre de Ingeniería de Sistemas
Especialista Certificado en Sistemas IBM
AS/400
Edad 27 años
Caracas, Venezuela
Area Computación Software
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