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16 Oilfield Review

Robots al rescate

Otrora tema de ciencia ficción, los robots evolucionaron para convertirse en una

rama especializada de la ingeniería y la tecnología. Estas máquinas se encuentran

en una diversidad de aplicaciones, que abarcan desde la exploración del espacio

hasta la ayuda doméstica. Al liberar a la humanidad de peligros y tareas tediosas,

los robots están haciendo que lo improbable se torne posible.

Geoff DowntonStonehouse, Inglaterra

Steve GómezSugar Land, Texas, EUA

Mark HaciEric MaidlaHouston, Texas

Charles RoyceOceaneering International, Inc.Houston, Texas

Traducción del artículo publicado en Oilfield Review, Otoño de 2010: 22, no. 3.Copyright © 2011 Schlumberger. Por su colaboración en la preparación de este artículo, se agradece a Michael Tempel, Cambridge, Massachusetts, EUA; Charlie Vaida, iRobot Corporation, Bedford, Massachusetts; y a Summer Wood, Oceaneering International, Inc., Houston.SLIDER es una marca de Schlumberger.AESOP y da Vinci son marcas de Intuitive Surgical, Inc. Aware 2, Genghis, iRobot, PackBot y Roomba son marcas de iRobot Corporation.Google es una marca de Google, Inc.

Al revelarse la tragedia de la plataforma Deepwater Horizon, millones de personas per-manecieron paralizadas frente a sus videos y tele-visores, observando las transmisiones en vivo realizadas desde vehículos operados en forma remota (teledirigidos) (ROV), ubicados en el fondo del océano. Más allá de las capacidades humanas —a profundidades de agua mayores que las correspondientes al rango de los submari-nos inhabitables— estos héroes robóticos ejecu-taron tareas increíblemente intrincadas.

No obstante, la robótica abarca mucho más que las operaciones oceánicas remotas. En la sociedad moderna, los robots ejecutan una diver-sidad de funciones, liberando a los seres huma-nos de tareas repetitivas y cotidianas, por un lado, a la vez que realizan trabajos peligrosos que trascienden las capacidades humanas, por el otro. Los robots industriales se utilizan en una amplia gama de roles, principalmente en las fábricas. Los robots de servicio operan en los qui-rófanos de los hospitales, en los campos de bata-lla, en el espacio exterior y en los hogares, y también en los campos petroleros. Este artículo ofrece un relato del campo de la robótica y pre-senta alguna de sus diversas aplicaciones.

Máquinas amenazantesEn la Inglaterra de comienzos de la década de 1800, la Revolución Industrial produjo cambios profundos que modificaron el paisaje fabril. Uno de los subproductos de los cambios producidos en los métodos de manufactura fue el desplaza-miento de los trabajadores manuales tradiciona-les. En la industria textil, este fenómeno resultó especialmente pronunciado ya que grandes números de trabajadores no calificados fueron reemplazados por telares automatizados.

Lamentablemente, estos trabajadores conta-ban con pocas alternativas laborales y, en un estado de desesperación, un grupo se amotinó y atacó al presunto enemigo: el telar mecanizado. Este movimiento extrajo su nombre del joven Ned Ludd quien, si bien no formó parte de esta revuelta, en un arrebato de ira había destrozado los bastidores 30 años antes. Las acciones de los ludistas o luditas tuvieron una vida corta —ya que fueron reprimidas rápidamente por la inter-vención militar— pero se estableció un odio pro-fundo entre el hombre y la máquina. El concepto de robots y robótica se desarrolló en el contexto de esta relación confrontada.

La palabra robot apareció por primera vez en una obra de ciencia ficción de 1921, R.U.R. (Robots Universales de Rossum), del dramaturgo checo Karel Capek. Proveniente del vocablo eslavo “rabota,” que significa servidumbre, y “robota,” que significa trabajo forzado o tedioso, el término robot se refiere a un trabajador aplicado. Los robots de Capek fueron relegados a tareas domésticas, libe-rando a la humanidad del trabajo tedioso y del hastío. Pero, al final, los robots se rebelaron y se convirtieron en opresores de los hombres. A partir de esta aparición inoportuna, surgió un género literario en el que los robots eran caracterizados frecuentemente como enemigos más que como asistentes, que reflejaban quizás los temores de los anteriores ludistas.

Aproximadamente 20 años después, Isaac Asimov, uno de los primeros maestros de la cien-cia ficción, introdujo el concepto de ética robó-tica con sus Tres Leyes de la Robótica.1 Ésta se reconoce en general como la primera vez en que se utilizó el término robótica, que ahora se ha convertido en una rama aceptada de la ciencia y la ingeniería. En las novelas de Asimov, los robots

Volumen 22, no. 3 17

antropomórficos sensibles eran casi humanos pero carecían de emociones. Estos robots difie-ren considerablemente de las máquinas robóti-cas de la sociedad moderna que, aunque siguen careciendo de emociones, han abandonado las páginas de las obras de ciencia ficción para intro-ducirse en fábricas, granjas, campos petroleros, hogares y una diversidad de otros ambientes.

De la ficción a la industriaNo existe consenso absoluto acerca de lo que constituye un robot. Según la mayoría de las defi-niciones, se trata de una máquina guiada por con-troles automáticos que a menudo reemplaza el esfuerzo humano. Con este concepto en mente, surgió un candidato probable para el primer robot —como sucede con muchos inventos— por necesidad, si bien es difícil conferir el título de primero cuando las definiciones son un tanto borrosas y existen intereses encontrados en rela-ción con dicho título.

A comienzos de la década de 1940, durante el Proyecto Manhattan, era imposible manipular en forma directa los materiales radioactivos objeto de estudio. Los científicos desarrollaron un tele-manipulador que permitía que los operadores ejecutaran tareas rudimentarias en forma remota y con una relativa seguridad.2 Si bien el disposi-tivo podría atribuirse el carácter de primero, pues fue parte del proyecto ultra secreto de desa-rrollo de la primera bomba atómica, no estaba al alcance del público general y era desconocido para éste.

Hoy en día, el rol de la telerrobótica en la indus-tria nuclear se encuentra bien consolidado; las máquinas robóticas manejan cada una de las par-tes del ciclo de vida del combustible. Esto incluye el transporte, el almacenamiento, el aprovisiona-miento de combustible y la recuperación de las varillas de combustible y, por último, el desman-telamiento. Las centrales nucleares cuentan con robots para una segunda línea de defensa, dise-

ñada para desmantelar y remover los robots de la primera línea en caso de que queden atascados en el reactor.

El primer dispositivo robótico comercial gene-ralmente reconocido fue un invento de George Devol y Joseph Engelberger, quienes en el año 1956 ofrecieron a la venta el manipulador Unimate; definido por el Instituto de Robótica de América como un manipulador industrial. Unimate era un brazo hidráulico controlado electrónicamente para la ejecución de tareas preprogramadas, que fue vendido en primer término a General Motors y

1. Las Tres Leyes de la Robótica de Asimov son las siguientes:

Un robot no puede dañar a un ser humano o, por su inacción, dejar que un ser humano sufra daño.

Un robot debe obedecer las órdenes que le son dadas por un ser humano, excepto si estas órdenes entran en conflicto con la Primera Ley.

Un robot debe proteger su propia existencia mientras dicha protección no entre en conflicto con la Primera o la Segunda Ley.

2. Murphy RR: Introduction to AI Robotics. Cambridge, Massachusetts, EUA: The MIT Press, 2000. Fotografía utilizada con la autorización de Oceaneering International, Inc.

Fotografía utilizada con autorización de Oceaneering International, Inc.

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General Electric (arriba).3 Los manipuladores indus-triales y los vehículos guiados automatizados son las dos tecnologías robóticas más comunes que evolucionaron para ser utilizadas en el ámbito industrial. En el año 2000, los procesos de manipu-lación de materiales y los manipuladores utiliza-dos para las operaciones de soldadura ocupaban tres cuartas partes de las aplicaciones de los robots industriales en EUA.

Anteriormente, la tendencia en materia de aplicaciones industriales de la robótica se centró en la producción en serie, concepto que habría complacido a Henry Ford, a quien se le atribuye

el desarrollo del método de montaje en cadena de la producción automotriz. Los cuatro principios de la producción en serie de Ford —piezas inter-cambiables, flujo continuo, reducción de residuos y la división del trabajo— resultan adecuados para los robots. La división del trabajo permite que un trabajador de la línea de montaje se con-centre en la ejecución optimizada de una tarea en lugar de tener que ejecutar múltiples tareas, posiblemente con menos eficiencia. Según el legado de Ford, no debería sorprender que la industria automotriz mundial emplee más robots que todas las otras industrias juntas.

La introducción exitosa de los robots indus-triales en la fabricación de automóviles pronto fue imitada por otras industrias. La introducción generalizada de los robots en los lugares de tra-bajo trajo aparejado el hecho de que los fabrican-tes comenzaran a demandar una importante personalización para los productos. Esta necesi-dad de personalización, a diferencia de la unifor-midad que caracteriza a la cadena de montaje, fue percibida por los especialistas de la industria robó-tica como un revés en relación con la aceptación de los robots en ciertas industrias. La dificultad asociada con los procesos de reorganización y reprogramación sumó otras deficiencias indesea-das. No obstante, en la década pasada se experi-mentó un resurgimiento de los robots en el sector manufacturero, especialmente en Asia, donde Japón lidera la búsqueda de la robotización. Hoy en día, existe más de un millón de robots industria-les operando en todo el mundo (abajo).4

No obstante, las fábricas de ningún modo representan el único lugar para los robots. La exploración automatizada del espacio constituye un área ideal para el empleo de la robótica. En los primeros días de la exploración del espacio, se asu-mía que los vuelos espaciales tenían que ser tripu-lados para ejecutar las tareas necesarias para la ejecución del viaje. Pero esto no resultó ser así. La única incursión en la superficie de un planeta dife-rente del nuestro, es decir la incursión en Marte, fue la de las naves robóticas Sojourner, en 1997, y Spirit y Opportunity en 2004 (próxima página). Las naves espaciales robóticas automatizadas, Voyager 1 y Voyager 2, se destacan por ser los úni-cos dispositivos hechos por el hombre que partie-ron desde nuestro sistema solar.

Estos viajeros del espacio, aunque no son autónomos, fueron diseñados para detectar su

> El primer robot comercial. El robot industrial Unimate podía manipular piezas de 226 kg [500 lbm] de peso. Este robot removía las piezas fundidas en caliente de las prensas y las apilaba para que fueran utilizadas posteriormente. También se utilizó para colocar bastidores de automóviles soldados. (Copyright de la fotografía, Joseph Engelberger.)

Robotics—Figure 01

> Desarrollo de los robots industriales. El clima económico mundial produjo la suspensión de las nuevas instalaciones de robots industriales en el año 2009; no obstante, ese año, las existencias estimadas de robots industriales operacionales alcanzaron un millón de unidades (izquierda). Entre el año 2006 y el año 2009, Japón estuvo a la cabeza de todos los países en la búsqueda de la robotización industrial (derecha). (Adaptado de la Federación Internacional de Robótica, referencia 4.)

Robotics_Figure 02

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1973 1983 1990 1995 2000

Existencias operacionales mundiales de robots industrializados

† estimado ‡ pronosticado2005 2009† 2013‡

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Núm

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Japón Alemania Américadel Norte

20062007

Coreadel Sur

China Italia

Los mercados más grandes para los robots industriales entre 2006 y 2009

† estimado

20082009†


entorno y ejecutar tareas sobre la base de sus resultados. La distancia y el tiempo existentes entre la emisión y la recepción de los comandos tornan impracticable el proceso de control remoto. En consecuencia, la intervención de los científicos que trabajan en el área astronáutica fue esencial en muchos de los desarrollos registrados en el campo de la inteligencia artificial (AI). Las lecciones aprendidas con la nave Sojourner fueron aplicadas en las misiones espaciales poste-riores, y la tecnología de programación AI básica mejoró el tiempo de respuesta y la reacción de las naves robóticas en el entorno de Marte.

Sin embargo, para la mayoría de las personas, la experiencia más común con la robótica no está rela-cionada con la exploración del espacio sino con los robots de servicio. Esta rama de la robótica com-prende una amplia gama de aplicaciones domésti-cas, médicas, militares y de otro tipo. Un desarrollo promisorio, dentro de esta categoría, es la provi-sión de asistencia para los seres humanos minus-válidos físicos. La relación interdependiente entre los seres humanos y las máquinas, a dife-rencia de la oposición directa que prevalecía pre-viamente, está abriendo el mundo para muchos seres que padecen limitaciones físicas.

Robótica de última generaciónSi bien no se dispone de una definición universal-mente aceptada, de acuerdo con la norma ISO 8373 de la Organización Internacional para la Norma-lización, un robot se define como un aparato mani-pulador programable en tres o más ejes, controlado automáticamente, reprogramable y multifuncio-nal, que puede estar fijado en un lugar o ser móvil, y cuya finalidad es la utilización en aplicaciones de automatización industrial.

Si se tiene en cuenta la definición de la norma ISO 8373, los robots corresponden a diversas catego-rías basadas en su nivel de complejidad. La más básica es la teleoperación, en la que un operador humano controla a un robot desde cierta distancia. Dado que el operador es remoto, se requiere algún tipo de interfaz. Los ROV y los primeros telemanipu-ladores corresponden a esta categoría.

Un diseño más avanzado, la telepresencia, es similar a la teleoperación pero procura superar algunas de las deficiencias de ésta. La relación maestro-esclavo de las operaciones remotas a menudo produce fatiga cognitiva en el manipula-dor humano. Éste es básicamente el resultado de que las actualizaciones de la información son mucho más lentas de lo que espera o puede proce-sar el cerebro humano. La telepresencia a menudo incorpora la realidad virtual, un medio de inmer-sión, para reducir la fatiga cognitiva. La simula-ción de las acciones de un robot mediante

imágenes del monitor de una computadora, cons-tituye una alternativa con respecto a la realidad virtual. El operador controla una imagen gráfica del robot y los comandos son traducidos y ejecu-tados por el robot físico.

El término háptica, que proviene del griego “tocar“ “relativo al tacto,” es el estudio de la retroalimentación sensorial que ha resurgido en el campo de los manipuladores remotos telepresen-tes en proceso de desarrollo, particularmente en los robots quirúrgicos. La generación de imágenes estereográficas tridimensionales también consti-tuye una forma de mejorar la interfaz ser humano-máquina. Esta tecnología se utiliza extensivamente en la industria de la energía nuclear en la que sólo los robots pueden trabajar dentro y cerca del reactor. Cuando estas plantas fueron desarrolla-das por primera vez, el proceso de guiado de los robots, utilizando imágenes de televisión o moni-tores de computadoras convencionales, era difí-cil porque estas tecnologías no proporcionaban la capacidad de percepción de la profundidad. Las personas con visión en un solo ojo eran más hábi-les para superar esta deficiencia, y la contrata-

ción de seres con visión monocular para operar los robots constituía una práctica usual. La utili-zación de imágenes 3D permitió superar esta limitación.

Ya sea a través de la visualización 3D o de la retroalimentación sensorial, es conveniente para el operador tener el control del equipo en tiempo real o casi real. El control semiautónomo, tam-bién denominado control de supervisión, es otra forma de conectar el hombre a la máquina con mayor complejidad robótica. Existen dos tipos básicos: el control compartido y el cambio de control. En el control compartido, el teleopera-dor imparte instrucciones al robot para que eje-cute una tarea o ejecuta la tarea mediante un proceso de control directo. Un ejemplo de control semiautónomo es el uso de un brazo robótico en el espacio. El operador ordena al brazo que se

3. Dorf RC y Nof SY (eds): Concise International Encyclopedia of Robotics: Applications and Automation. Ciudad de Nueva York: John Wiley & Sons, Inc., 1990.

4. “The International Federation of Robotics Round Table on the Future of Robotics,” 9 de junio de 2010, http://www.worldrobotics.org/downloads/2010_Presentation_IFR_RoundTable.pdf (Se accedió el 31 de agosto de 2010).

> Geólogo robótico. Robots en forma de rovers exploran la superficie del planeta Marte. Equipados con brazos robóticos capaces de realizar movimientos con el codo y la muñeca, similares a los de un ser humano, los rovers emplazan diversos instrumentos contra las rocas y el suelo para obtener mediciones. Entre estos instrumentos se encuentran un espectrómetro de emisión termal para evaluar las adyacencias, un espectrómetro Mössbauer para identificar la presencia de minerales de hierro, un espectrómetro de rayos X y partículas alfa para el análisis elemental de las muestras recolectadas y un generador de imágenes microscópicas para la obtención de fotografías de alta resolución que se envían a la Tierra. La comunicación se mantiene mediante una red de antenas terrestres y dos naves espaciales que orbitan alredor de Marte, transmitiendo mensajes a la Tierra y enviando señales de control directamente a los rovers. El vehículo terrestre Spirit, diseñado para la exploración de Marte, dejó de comunicarse en julio de 2010 luego de casi siete años de exploración y es probable que no sobreviva el brutal invierno marciano. Su contraparte, la sonda Opportunity, continúa operando y el 16 de septiembre de 2010 recorrió unos 81 m [265 pies]. Desde su aterrizaje en enero de 2004, cubrió más de 23 km [14.3 millas] en lo que se planificó originalmente como una misión de tres meses. [Adaptado del sitio Web de la NASA: http://marsrovers.jpl.nasa.gov (Se accedió el 20 de septiembre de 2010). Imagen utilizada con autorización.]


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mueva hasta una posición específica y luego toma el control para las tareas que requieren destreza manual.

La modalidad de cambio de control opera según el supuesto de que la máquina robótica es capaz de ejecutar tareas que, una vez iniciadas, no requie-ren la intervención del operador. Un operador puede controlar múltiples robots siempre que no se encuentren con circunstancias inesperadas.

La incertidumbre y las situaciones inesperadas han aumentado la necesidad de contar con cierta inteligencia artificial, la cual corresponde al nivel más avanzado de la robótica.

Existen diversos niveles de robótica AI, pero el método más antiguo es el del paradigma jerárquico surgido en la década de 1960 sobre la base de una secuencia de tipo percepción-planeación-acción (izquierda).5 Los primeros robots con AI operaban habitualmente con este método. Los sensores del robot validan un mundo predefinido, se planifica una tarea en base a su comprensión de ese mundo, y luego el robot actúa en consecuencia. La principal desventaja de este método es la etapa de planeación en la cual, después de que el robot ha definido su mundo, cualquier evento imprevisto puede crear una alteración importante. Este método provee un manejo pobre de la incertidumbre y no existe nin-gún sistema de retroalimentación para validar la ejecución exitosa de una tarea.

Luego de reconocer las deficiencias de este enfoque, la robótica recurrió a las ciencias bioló-gicas como guía. El paradigma reactivo surgió en la década de 1980 y minimizó la fase de planea-ción de la metodología previa. Este sistema com-binó las secuencias de percepción y acción para generar un concepto global del comportamiento; los programadores determinan el comporta-miento deseado y pueden combinar comporta-mientos sobre la base de lo que percibe el robot. Esto es más representativo de los procesos de pensamiento biológico. Por ejemplo, en una situación de tipo luchar o huir, los animales con un pensamiento de orden menor raramente pla-nean una vía de escape; simplemente reaccionan. Las acciones y las reacciones son más rápidas que la planeación premeditada. No obstante, este tipo de reacción puede ser perjudicial si la vía de escape percibida conduce a una trampa.

El problema con la metodología reactiva es que los robots compartían una característica humana; parafraseando a George Santayana: si no aprendían de sus errores, estaban condenados a reiterarlos. En la década de 1990, los roboticistas construyeron máquinas con procesadores poten-tes pero cada vez más baratos. Este incremento de la capacidad permitió la evolución de la teoría de la programación para desarrollar el paradigma híbrido deliberativo/reactivo. Con esta metodolo-gía, un robot reactivo aprende de las experien-cias pasadas y elige una respuesta que ejecuta mejor una tarea, aprendiendo, según se espera, de los intentos pasados.

Mediante la utilización de la metodología híbrida, se han desarrollado numerosas arquitec-turas en un esfuerzo para crear máquinas de pen-samiento autónomo. Conforme la capacidad y la velocidad de procesamiento computacional conti-núan incrementándose y la complejidad del soft-ware evoluciona, es probable que la visión del autor de ciencia ficción acerca de los robots antropomór-ficos se vuelva realidad. No obstante, por ahora, los robots generalmente desempeñan un rol muy dife-rente: las tres D de la robótica.6 Con algunas excep-ciones notables, ejecutan tareas que son sucias (dirty), aburridas (dull) o peligrosas (dangerous). Las tareas difíciles corresponden a una cuarta D a menudo propuesta por los roboticistas.

El campo y la fábricaComo otros robots de servicio, los robots de cam-pos petroleros ejecutan las tres tareas: sucias, aburridas y peligrosas. Estas actividades incluyen operaciones de perforación direccional automati-zada y perforación continua de circuito cerrado. Por otro lado, los robots de servicio tales como los ROV, han hecho posibles las operaciones de per-foración en ambientes de aguas profundas.

> Inteligencia artificial (AI) organizada. La teoría de control para la robótica AI ha evolucionado con el tiempo. La metodología más antigua, el paradigma jerárquico ordenado en forma secuencial, fue desarrollada para que los robots ejecutaran tareas específicas. El paradigma reactivo, que surgió a continuación, es un protocolo más rápido pero carente de capacidades de retroalimentación y corrección de errores. El paradigma híbrido es más adaptativo y brinda mayor flexibilidad. Las versiones híbridas de la AI son en general más robustas y ofrecen un enfoque más cognitivo, o más inteligente, porque los robots se adaptan a los ambientes cambiantes y pueden aprender de sus errores. (Adaptado de Murphy, referencia 2.)

Robotics_Figure 04

Paradigma jerárquico

Paradigma reactivo

Paradigma híbrido deliberativo/reactivo

Percepción Planeación Acción

Percepción Acción

Planeación

Percepción Acción


> Varios ROV en acción. Según un protocolo del tipo maestro-esclavo, el operador de control maniobra el ROV subacuático mediante secuencias de control suministradas por umbilicales. (Fotografías utilizadas con autorización de Oceaneering International, Inc.)


Cuando las compañías petroleras comenza-ron a explorar en aguas más profundas, el límite de profundidad del lecho marino para las perfo-raciones fue definido por la profundidad máxima de intervención humana. Con equipos de buceo especializados, ese límite llegó hasta aproxima-damente 300 m [1 000 pies]. Los submarinos tri-pulados eran una opción posible pero sólo podían operar hasta unos 600 m [2 000 pies]. Por debajo de estas profundidades, los ROV constituyen la única opción para las operaciones de interven-ción. Por este motivo, todos los equipos de perfo-ración flotantes actualmente en operación poseen al menos un ROV. Incluso en los pozos perforados en tirantes de agua en los que la inte-racción humana es posible, los ROV han reempla-zado a los seres humanos como la principal forma de intervención subacuática.

Los ROV se clasifican como manipuladores controlados en forma remota y pertenecen a la rama de los robots de servicios profesionales de la robótica (página anterior, abajo). Estos dispositi-vos pueden ejecutar una multitud de tareas, siem-pre que hayan sido diseñadas antes del comienzo de la operación. A diferencia de los operadores humanos, que pueden responder a condiciones cambiantes, para los ROV es difícil ejecutar tareas, por simples que sean, cuando las operaciones difieren del plan.7 La experimentación es una opción difícil. Por consiguiente, para los ROV, la planeación del operador es la fase más crítica de la ejecución del trabajo, y la reacción es una función de la capacidad del operador del ROV para com-prender y responder a la situación en cuestión.

Otras aplicaciones de la robótica en la indus-tria del petróleo y el gas pueden reemplazar a los procesos que requieren reacciones que exceden la capacidad humana. Por ejemplo, una técnica recién introducida automatiza un enfoque utili-zado para perforar pozos laterales con arreglos rotativos direccionales. El sistema automatizado de control de rotación de superficie SLIDER uti-liza un procedimiento de perforación robótico (derecha). Basada en una técnica de oscilación (balanceo) del esfuerzo de torsión (torque) (tor-que rocking), esta tecnología ofrece una capa de

automatización que mejora considerablemente la ROP, optimiza la seguridad e incrementa la vida útil del equipo de fondo de pozo. Con esta técnica se han logrado mejoras en la ROP del 294%.8

En la técnica de oscilación del torque que ha sido utilizada durante muchos años, se aplican valores de torque predeterminados, utilizando un sistema de perforación de cabeza rotativa supe-rior. Este torque aplicado en la superficie se disipa en la sarta de perforación antes de llegar al arreglo de fondo de pozo. El objetivo es minimi-zar el arrastre, a la vez que se mantiene inalte-rada la orientación del arreglo de fondo de pozo.

Si bien se logró el control manual de la téc-nica utilizada en secciones laterales cortas y des-viadas, ésta se ha vuelto menos exitosa con el incremento de la complejidad de los perfiles de los pozos. Virtualmente, es imposible ejecutar la técnica manual de oscilación del torque durante la perforación de geometrías de pozos laterales extendidos o pozos complejos debido al gran volu-men de información de las fuentes de datos de entrada, que debe ser integrada y procesada. El sistema SLIDER automatiza la aplicación del torque y reacciona tanto a las condiciones de superficie como a las condiciones de fondo de pozo.

> Control robótico para la técnica de oscilación (balanceo) del torque. El sistema robótico original SLIDER, que se muestra aquí fijado a una consola de perforación (extremo inferior), utilizaba servo-motores para controlar la cabeza de inyección motorizada durante la perforación. Hoy, la interfaz (no mostrada) controla electrónicamente el torque, a la vez que monitorea las condiciones de superficie y de fondo de pozo. En uno de los ejemplos, el sistema SLIDER proporcionó resultados de perforación mejorados, en comparación con el control manual (extremo superior). En 45 minutos, la barrena se bloqueó nueve veces como lo indican los picos de presión (curva roja) con el control manual (sombreado canela) y la orientación de la herramienta fue muy inestable (curva negra). Con el control automatizado (sombreado verde), sólo se produjo un episodio de bloqueo y la orientación de la herramienta fue mucho más estable.

Robotics_Figure 06

360

315

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06:00 6:30 7:00 7:30

Tiempo, horas:minutos

Caja de control

Pantalla ycomputadora principal

Control automatizado del torqueControl manual

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psi9 bloqueos 1 bloqueo

Presión

Orientaciónde la herramienta

Brazo de balanceo

5. Para obtener información más detallada sobre robótica con inteligencia artificial, consulte: Murphy, referencia 2.

6. Murphy, referencia 2.7. Bleicher A: “The Gulf Spill’s Lessons for Robotics,”

http://spectrum.ieee.org/robotics/industrial-robots/the-gulf-spills-lessons-for-robotics (Se accedió el 7 de septiembre de 2010).

8. Maidla E, Haci M y Wright D: “Case History Summary: Horizontal Drilling Performance Improvement Due to Torque Rocking in 800 Horizontal Land Wells Drilled for Unconventional Gas Resources,” artículo SPE 123161, presentado en la Conferencia y Exhibición Técnica Anual de la SPE, Nueva Orleáns, 4 al 7 de octubre de 2009.

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> Robots de asistencia quirúrgica remota. Los SAR, tales como el sistema da Vinci que se muestra en esta gráfica, introducen a los robots en la sala de operaciones. El cirujano (izquierda) se sienta frente a una consola de computación y manipula en forma remota los brazos robóticos. El paciente (centro) es operado con la asistencia del personal de soporte. Los movimientos de las manos del cirujano son percibidos y convertidos electrónicamente en micromovimientos, en la plataforma de operaciones. La capacidad para aumentar el tamaño de la imagen e inspeccionar las áreas problemáticas proporciona mayor control que el que es posible con los métodos quirúrgicos tradicionales. La observación remota (derecha) provee un grado adicional de acceso visual para los procesos de entrenamiento o consulta. (Imagen, cortesía de Intuitive Surgical, Inc., copyright 2010.)

No sólo se mide el torque reactivo en el fondo del pozo y se incorpora en la secuencia cronológica y la magnitud del torque aplicado, sino que el sis-tema detecta la presencia de condiciones peli-grosas —tales como el bloqueo de la barrena, el desenrosque y el atascamiento de la tubería— y adopta acciones correctivas inmediatas.9 La ver-

sión original utilizaba controles robóticos para accionar perillas, mover palancas y oprimir boto-nes. La versión más reciente emplea una interfaz electrónica para controlar los componentes del equipo de perforación existente, regulando la tensión y la corriente con precisión en el panel de control de mando.

Cuatro pozos modelo, que representaban un amplio espectro de tipos y complejidades, fueron estudiados y los beneficios se monetizaron en base al alcance extendido, los ahorros de aditivos para lodo, la reducción de los viajes de la barrena, la velocidad de orientación y el incremento de la ROP en modo de deslizamiento (izquierda). Este pro-ceso robótico mejoró la eficiencia de perforación, bajó los costos y redujo el tiempo inactivo resul-tante de los daños producidos en el equipo de perforación, a la vez que eliminó la formulación de conjeturas que son comunes con las técnicas de oscilación del torque.

A su servicioEl sistema SLIDER es un ejemplo de un robot de servicio, pero no existe ninguna definición inter-nacionalmente aceptada para esta clasificación. La Federación Internacional de Robótica ha adoptado la siguiente definición preliminar: un robot de servicio opera en forma semi o total-mente autónoma con el fin de ejecutar servicios de utilidad para el bienestar de los seres huma-nos y los equipos, excluyendo las operaciones de manufactura.10 Existen dos subcategorías de robots de servicio: los robots de servicios profe-sionales (como el sistema SLIDER, el sistema de desactivación de bombas y los robots quirúrgi-cos) y los robots de servicios personales (como las aspiradoras, las cortadoras de césped y los robots de asistencia a discapacitados).

>Mejoras del sistema de perforación SLIDER. Estos cuatro pozos representan una gama de tipos de pozos y exhiben diferentes eficiencias y modos de ahorro de costos: extensión del alcance (verde), ahorros de aditivos para lodo de perforación (gris), menos viajes de la barrena (rojo), orientación más rápida (naranja) e incremento de la ROP en modo de deslizamiento (azul). Los tipos de pozos se muestran con el incremento del beneficio asociado con el empleo de la técnica robótica de oscilación del torque SLIDER. El pozo 1 fue perforado hasta 396 m [1 300 pies] de TVD con un desplazamiento horizontal de 2 592 m [8 500 pies]. El comienzo de la desviación del pozo 2 se realizó a 2 052 m [6 730 pies], con un desplazamiento horizontal de 1 676 m [5 500 pies]. El pozo 3 es un pozo horizontal perforado hasta una profundidad medida de 2 431 m [7 976 pies]. El pozo 4 es un pozo direccional marino con una inclinación de 58° y que retoma la vertical con un giro de 122°.

Robotics_Figure 07

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Valo

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ben

efic

io, U

SD 1

000

Pozo 1pozo de 5 días

Beneficios del sistema SLIDER

Ahorro del 24%


Ahorro del 28%


Ahorro del 12%


Ahorro del 23%Extensión del alcance horizontal

Menos aditivos para lodo de perforación

Menos viajes de la barrena

Orientación más rápida

Incremento de la ROP en modo de deslizamiento


Los robots de asistencia quirúrgica (SAR) constituyen una rama especializada de los robots de servicios profesionales. Estos robots permiten que los médicos lleven a cabo procedimientos mínimamente invasivos, controlados en forma remota, a través de incisiones pequeñas. En algu-nos casos, las cirugías invasivas tradicionales se han limitado a los procedimientos ambulatorios. Gracias a la reducción del trauma físico, el dolor y los tiempos de recuperación se minimizaron considerablemente.

El primer procedimiento con asistencia robó-tica documentado, una biopsia neuroquirúrgica, se llevó a cabo en 1985 con el sistema Puma 560.11 Inmediatamente después, los investigadores de la Administración Nacional de la Aeronáutica y del Espacio (NASA), junto con el Instituto de Investigación de Stanford en Palo Alto, California, EUA, desarrollaron un telemanipulador con habili-dades para la cirugía; su objetivo era transmitir al cirujano, ubicado en otro lugar, la sensación de estar operando un paciente en forma directa. El interés de la NASA se centraba en proveer opciones qui-rúrgicas en operaciones remotas, especialmente en el espacio exterior.

A través del reconocimiento del potencial para estos desarrollos, el ejército de EUA finan-ció las actividades de investigación centradas en el acercamiento del cirujano a los soldados heri-dos mediante telepresencia. En un escenario de este tipo, un soldado es llevado hasta una unidad móvil para ser operado en forma remota. El sis-tema aún no ha sido utilizado con heridos reales en el campo, pero se han efectuado operaciones remotas exitosas en animales, lo cual demostró el tremendo potencial existente para los procedi-mientos quirúrgicos robóticos remotos.12

Los ingenieros y cirujanos que trabajaron en los proyectos anteriores desarrollaron un SAR comer-cial. Con el posicionador endoscópico AESOP, un cirujano utilizó comandos de voz para manipular un brazo robótico que contenía una cámara endoscópica. Construido y comercializado por Computer Motion Inc., éste fue el primer sistema robótico aprobado por la Administración de Alimentos y Drogas de EUA (FDA). Después de extensivos procesos de modificación y rediseño, estos primeros desarrollos evolucionaron para convertirse en el robot quirúrgico de tipo maes-tro-esclavo da Vinci, comercializado por Intuitive Surgical, Inc.

El sistema da Vinci ha sido diseñado para transmitir al cirujano la sensación de estar en contacto directo con el paciente (página ante-rior, abajo). La visualización tridimensional y la capacidad para efectuar una vista ampliada de las áreas de interés proporcionan al cirujano un

mayor control y percepción del que es posible con las técnicas quirúrgicas tradicionales. Las activi-dades de investigación en curso procuran descu-brir formas de incorporar la tecnología háptica, que proporciona a los cirujanos un control aún mayor de los procedimientos operatorios. La FDA aprobó este sistema para los procedimientos qui-rúrgicos laparoscópicos y toráxicos. Existen ensa-yos en curso en relación con la cirugía endoscópica de revascularización cardíaca.13

Entre las ventajas de la cirugía robótica con dispositivos tales como el sistema da Vinci, se encuentran una mínima invasión (a veces deno-minada cirugía sin sangre), la generación de cicatrices menores, la reducción de las tasas de infección, mínimos efectos colaterales y la posibi-lidad de obtener el alta médica en el mismo día o al día siguiente. Uno de estos procedimientos es la prostatectomía laparoscópica asistida con robots. Los métodos pre-robóticos requerían inci-siones grandes, que a menudo ocasionaban com-plicaciones postoperatorias y exigían períodos de

recuperación prolongados. Los pacientes con fre-cuencia experimentaban una excesiva pérdida de sangre durante la cirugía, lo que incrementaba el riesgo de infección postoperatoria. Debido a la internación hospitalaria prolongada y el conside-rable dolor, seguidos por una alta incidencia de disfunciones vesiculares y sexuales, la cirugía a menudo se contemplaba como último recurso. Gracias a la opción quirúrgica robótica, es proba-ble que esto ya no suceda.

En el campo de batalla y de vuelta al hogarLa necesidad de efectuar operaciones quirúrgi-cas remotas en los campos de batalla condujo al desarrollo de los primeros SAR comerciales, pero ésta no es la única aplicación militar de los robots de servicio. En 1990, iRobot Corporation concibió la idea de convertir los robots prácticos en reali-dad. Los fundadores produjeron primero el robot Genghis para la exploración del espacio (arriba).14 Luego apareció una serie de robots de servicio, incluida la serie iRobot PackBot, que se utilizó

> El robot Genghis de la NASA. Desarrollado para la exploración del espacio, el robot Genghis fue modelado con la forma de un insecto. Provisto de un arreglo de sensores, podía atravesar terrenos accidentados pero nunca fue desplegado en el espacio exterior. Actualmente, reside en el Museo Nacional del Aire y del Espacio de la Institución Smithsonian, en Washington, D.C. (Imagen, cortesía de iRobot Corporation.)


9. El término “torque reactivo” es definido a los fines prácticos como el tramo de tubería, medido desde la barrena hacia la superficie, que disipa completamente el torque producido durante la perforación en modo de deslizamiento. Se mide mediante la correlación del valor del diferencial de presión en modo de rotación con el mismo valor registrado en modo de deslizamiento.

10. “Provisional Definition of Service Robots,” http://www.ifr.org/service-robots/ (Se accedió el 9 de septiembre de 2010).

11. Lanfranco AR, Castellanos AE, Desai JP y Meyers WC: “Robotic Surgery: A Current Perspective,” Annals of Surgery 239, no. 1 (Enero de 2004): 14–21.

12. Satava RM: “Virtual Reality and Telepresence for Military Medicine,” Computers in Biology and Medicine 25, no. 2 (Marzo de 1995): 229–236.

13. Argenziano M, Katz M, Bonatti J, Srivastava S, Murphy D, Poirier R, Loulmet D, Siwek L, Kreaden U y Ligon D: “Results of the Prospective Multicenter Trial of Robotically Assisted Totally Endoscopic Coronary Bypass Grafting,” Annals of Thoracic Surgery 81, no. 5 (Mayo de 2006): 1666–1675.

14. Jong A, Chen JKC, Yuan BJC y Liu JHJ: “A Study of Personal Service Robot Future Marketing Trend with the Foresight of Technological Innovation,” presentado en la 15a Conferencia Internacional sobre Manejo de la Tecnología, Beijing, 22 al 26 de mayo de 2006.

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para la búsqueda de los restos del World Trade Center, en la Ciudad de Nueva York, en el año 2001. Al año siguiente, se desplegó por primera vez un robot PackBot para uso militar.

Los conflictos militares de Afganistán e Irak representaron la primera vez en que los sistemas robóticos desempeñaron un rol significativo en las operaciones de combate.15 Los robots ejecuta-ron en forma remota actividades tales como el reconocimiento de cuevas y refugios, la detección de sustancias químicas y radiológicas y la desacti-vación de municiones explosivas (izquierda). Entre sus roles principales se encuentran la detección y la desactivación de dispositivos explo-sivos improvisados (IED).

Durante los primeros días de un proyecto aus-piciado por las Naciones Unidas, que utilizó robots para desactivar minas terrestres en Afganistán, surgieron implicancias sociales similares a las experimentadas durante la Revolución Industrial. Para desactivar las minas terrestres se contrató un contingente de trabajadores locales, cuyas contra-partes robóticas eran consideradas una amenaza para sus vidas. Pero, con entrenamiento, descu-brieron que sus trabajos podían efectuarse de manera mucho más segura. En lugar de sentirse desplazados, se dieron cuenta de que los robots les permitían realizar más tareas con menos riesgo.16

En 2002, el mismo año en que el robot PackBot experimentó su primera acción militar, iRobot Corporation lanzó su primer robot de servicios per-sonales para uso doméstico general; el robot aspi-rador iRobot Roomba (izquierda). Este robot utiliza sensores para sortear obstrucciones y su soft-ware, similar al desarrollado para la detección de minas terrestres, garantiza una cobertura com-pleta de una manera eficiente.

Como control, el robot aspirador de pisos Roomba utiliza una lógica similar a la del para-digma reactivo. La unidad calcula un trayecto óptimo para limpiar un piso entero, utilizando el software de inteligencia robótica iRobot Aware 2 (paso correspondiente a la percepción). Luego, la unidad activa uno de los diversos modos de opera-

> Inspectores robóticos. Los dispositivos PackBot, como el que se muestra aquí, fueron los primeros robots utilizados en forma extensiva en aplicaciones militares. Los procesos remotos de inspección y detección permiten al operador evaluar los peligros potenciales desde una distancia segura. (Imagen, cortesía de iRobot Corporation.)


> El robot aspiradora Roomba. Desde la introducción de este robot de servicios personales, la popularidad de la aspiradora iRobot Roomba creció de manera continua entre los consumidores. Además, iRobot Corporation vendió más de cinco millones de robots de servicios personales desde el año 2002. (Imagen, cortesía de iRobot Corporation.)


15. Everett HR, Pacis EB, Kogut G, Farrington N y Khurana S: “Toward a Warfighter’s Associate: Eliminating the Operator Control Unit,” en Gage DW (ed): Mobile Robots XVII, 5609. Bellingham, Washington, EUA: SPIE Press (Octubre de 2004): 267–279.

16. “A Robotic Helping Hand,” http://www.titech.ac.jp/bulletin/archives_category/topics/topics_z1.html (Se accedió el 20 de agosto de 2010).

17. Guizzo E: “10 Stats You Should Know about Robots but Never Bothered Googling Up,” Automaton, 21 de marzo de 2008, http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/robotics-software/10_stats_you_should_know_about_robots (Se accedió el 7 de septiembre de 2010).

18. “Wheelchair Statistics: How Many Wheelchair Users Are There,” http://www.newdisability.com/wheelchairstatistics.htm (Se accedió el 28 de septiembre de 2010).


ción para limpiar el piso (paso correspondiente a la acción). Estos modos abarcan el seguimiento de las paredes (rastreo del perímetro de la habitación y navegación en torno a muebles y obstáculos), el cruce de la habitación (entrecruzamiento para garantizar una cobertura completa) y la descrip-ción de una espiral (limpieza de un área concen-trada). Un sensor de detección de suciedad advierte a la unidad que se necesita una limpieza más intensa y la unidad se ajusta automática-mente a esas condiciones.Cuando el dispositivo termina su tarea, o la batería se descarga hasta alcanzar un valor inferior a un nivel predetermi-

nado, automáticamente vuelve a su estación de recarga y se fondea.

El Levantamiento Robótico Mundial, reali-zado por las Naciones Unidas, estimó que a fines del año 2006 existían 3,54 millones de robots en funcionamiento. Desde entonces, las cifras se incrementaron rápidamente, estimándose que para fines del año 2010 habrá un total de más de 8,3 millones de unidades en funcionamiento, según las proyecciones (arriba).17 Estos robots de servicios personales, aunque inteligentes y servi-ciales, no han alcanzado un estado completa-mente autónomo y a menudo se requiere la

>Números crecientes de robots de servicio. El número de robots de servicios profesionales estuvo dominado a lo largo del año 2004 por los robots subacuáticos, principalmente los ROV (extremo superior). Desde el año 2005 hasta el año 2008, las plataformas robóticas móviles y los robots de campo mostraron un crecimiento significativo. Programadas para funcionar en un ambiente no manufacturero, las plataformas robóticas móviles abarcan una amplia categoría de vehículos con ruedas y vehículos con transmisión a orugas. Los robots de campo trabajan en ambientes no estructurados, tales como minas, bosques y granjas. En el mismo período de cuatro años, los robots de servicios profesionales experimentaron un gran crecimiento, alcanzando la cifra de USD 8 000 millones en términos de ventas (extremo inferior izquierdo). El número de aspiradoras y cortadoras de césped robóticas se incrementó casi cuatro veces para alcanzar más de cuatro millones de unidades (extremo inferior derecho). (Adaptado de Jong et al, referencia 14.)

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A lo largo de 2004Nuevas instalaciones entre 2005 y 2008

Número de robots de servicios profesionales existentes en todo el mundo

Ventas de robots de servicios personalesNúmero de robots de serviciospersonales vendidos

A lo largo de 2004Nuevas instalacionesentre 2005 y 2008

A lo largo de 2004Nuevas instalacionesentre 2005 y 2008

intervención humana. Con el rápido desarrollo de las tecnologías autónomas, parece razonable suponer que con el tiempo serán comunes los robots domésticos con más autonomía.

Los robots de servicios personales compren-den mascotas robóticas, dispositivos para el cui-dado del césped, la inspección del hogar y su automatización, pero un área con un enorme potencial de crecimiento es la de rehabilitación y asistencia a discapacitados. En EUA solamente, se estima que 3 millones de personas padecen alguna forma de discapacidad que necesita el empleo de una silla de ruedas.18 Muchos indivi-

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duos utilizan exclusivamente una silla de ruedas como principal medio de movilidad. A nivel mun-dial, el número de usuarios de sillas de ruedas es superior a 67 millones.

Los ingenieros están desarrollando robots ortóticos que proveerán movilidad a las personas minusválidas físicas o que han perdido el uso de sus piernas. La Universidad de California, Berkeley Robotics y el Laboratorio de Ingeniería Humana desarrollaron el Exoesqueleto para Extremidades Inferiores (BLEEX), uno de los diversos andadores robóticos. Si bien su diseño fue concebido para permitir que el usuario mani-pule cargas grandes con un mínimo esfuerzo, también puede ser adaptado para asistir a las personas con movilidad deficiente. El sistema se fija a las caderas y las piernas; los sensores ayu-

> Dispositivo asistido por potencia para ayudar a caminar. El dispositivo biométrico BLEEX, desarrollado por la Universidad de California y el Laboratorio de Ingeniería Humana y Robótica de la Universidad de Berkeley, permite que el usuario realice maniobras con cargas extremas, sintiendo que acarrea cargas de unas pocas libras. Diseñado para la optimización de la resistencia y la tolerancia, éste y otros dispositivos similares podrían utilizarse para proveer movilidad a personas con deficiencias físicas. (Fotografía, cortesía del Dr. H. Kazerooni de la Universidad de California, en Berkeley, utilizada con autorización.)


dan a los usuarios a levantar las piernas, subir y desplazarse hacia adelante a la vez que mantie-nen la estabilidad. La potencia proviene de un paquete portátil (abajo a la izquierda).19

El estado actual de las capacidades motrices robóticas sigue siendo deficiente, si se compara con las capacidades de los seres humanos y los ani-males. Existen en curso considerables actividades de investigación en este área para optimizar la interfaz ser humano-máquina con el objeto de mejorar la movilidad y restituirla en el caso de quienes la han perdido.20 Mientras tanto, las sillas de ruedas robóticas que responden a comandos y son modificadas para subir escaleras constituyen un área promisoria.

Ciertos cuadriplégicos, que perdieron el uso de las manos, emplean una técnica de tipo “soplo-succión” para controlar las sillas de ruedas motori-zadas y operar computadoras. El usuario sopla por un tubo, generando presión de aire, lo que se tra-duce en comandos que son interpretados por una interfaz de computadora. El método presenta diversas desventajas, incluida la lentitud de su res-puesta, el conjunto limitado de comandos y la necesidad de limpiar el tubo con frecuencia. Dado que esta técnica requiere el control del diafragma, es probable que no resulte beneficiosa para los usuarios de respiradores. Los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia en Atlanta, EUA, desarrollaron recientemente un sistema impulsado por la lengua (TDS) que ha abierto un nuevo mundo de oportunidades para las personas con discapacidades (próxima página, arriba).21 La tecnología de asistencia, operada con la len-gua, puede manejar una computadora o dirigir una silla de ruedas.

Conectada directamente al cerebro por el ner-vio hipogloso en lugar de la médula espinal, por lo general la lengua no es afectada por las lesiones de la médula espinal. Los movimientos de la lengua son rápidos, precisos y requieren poco esfuerzo concentrado para su control. Además, el músculo de la lengua no se fatiga fácilmente. Un TDS puede sustituir potencialmente los movimientos de los brazos y las manos. Los reemplazos de estas funcionalidades se consideran prioridades máximas para las personas con discapacidades severas.

El TDS es mínimamente invasivo, discreto, sin contactos, inalámbrico y portátil y utiliza un imán del tamaño de un grano de arroz implan-tado o aplicado en la lengua. Los sensores exter-nos detectan el movimiento del imán y el software lo convierte. Y es posible ejecutar una serie de operaciones, incluido el empleo de una palanca de control virtual para desplazar una silla de rue-

das u operar una computadora. Este desarrollo novedoso demuestra la existencia de una interfaz efectiva entre el hombre y la máquina, que puede mejorar considerablemente la calidad de vida.

El TDS funciona como un robot de tipo maes-tro-esclavo, convirtiendo el movimiento en coman-dos. La relación simbiótica suprema sería el control de un robot mediante la utilización de una interfaz cerebro-máquina. Si bien este planteo puede parecer ciencia ficción, en el año 2009 el sector de investigaciones de Honda Motors, junto con el Instituto de Investigaciones Avanzadas para las Telecomunicaciones, afiliado por el gobierno de Japón, y la empresa fabricante de equipos Shimadzu con base en Japón, mostraron un dispo-sitivo que responde a la actividad del cerebro y no requiere ningún movimiento del cuerpo.22 El dispo-sitivo mide la actividad eléctrica que tiene lugar en el cerebro de una persona, utilizando la técnica de electroencefalografía, y mide el flujo sanguíneo con espectroscopía de infrarrojo cercano. Honda se atribuye un índice de éxito del 90% en la utiliza-ción de este método para analizar correctamente los pensamientos.

Qué ofrece el futuroAl final del siglo pasado, debido en parte a su per-fil asociado con la ficción, a menudo los robots eran considerados enemigos potenciales de la humanidad. Hoy, la mayoría de las personas se muestran deseosas de adoptar la tecnología en general y los robots en particular. El programa Excelencia para el Desarrollo Educativo (SEED) de Schlumberger es un programa educativo sin fines de lucro, basado en voluntarios, dirigido a las comunidades insuficientemente atendidas en las que viven y trabajan empleados de Schlumberger. Los voluntarios, profesores y alumnos incorporan la robótica en los proyectos, los talleres y las acti-vidades cotidianas de las escuelas. Mediante la utilización de tableros de GoGo —microcontrola-dores baratos que pueden ser programados para ejecutar funciones robóticas— los alumnos están creando proyectos innovadores que cubren una amplia gama de tópicos.23

En un taller SEED realizado recientemente en Tyumen, Rusia, los alumnos diseñaron y cons-truyeron una tortuga robótica que se arrastraba sobre una mesa sin caerse (próxima página, abajo). Al detectar el borde de la mesa, un sensor dirigía la tortuga de manera de hacerla retroce-der y alejarse. En Brasil, alumnos y profesores construyeron un modelo de sistema de irrigación automático. El agua de lluvia, recolectada desde el techo, se almacenaba en una cisterna y cuando un sensor de humedad determinaba que el suelo



> La potencia de la lengua. Este dispositivo accionado con la lengua utiliza un imán pequeño y sensores externos (izquierda) con una interfaz de computadora. El dispositivo provee movilidad a las personas con discapacidades físicas severas y supera las limitaciones de los métodos tradicionales de asistencia, tales como los dispositivos de soplo-succión. Además, puede ser programado para ejecutar una serie de operaciones, incluyendo el control de una silla de ruedas robótica (derecha). (Fotografías, cortesía del Instituto de Tecnología de Georgia.)

> La robótica y los talleres SEED. Este alumno utiliza un equipo de construcción durante un taller SEED para construir una tortuga robótica. Mediante el acceso a la programación con computadora, a través de equipos y tableros de GoGo de bajo costo, los alumnos de todo el mundo están aprendiendo robótica.


estaba seco, el sistema activaba una bomba de irrigación. En el Colegio Alfonso Jaramillo de Bogotá, en Colombia, un club de robótica enri-queció la experiencia de todos los alumnos en materia de aprendizaje con diversos proyectos prácticos, que incluyeron un sistema robótico de recolección de agua pluvial. En parte, debido al interés generado por el club de robótica, la escuela adquirió mayor respeto dentro de la comunidad local.

Con el desarrollo continuo de la tecnología y el incremento casi exponencial de la capacidad de procesamiento computacional, el potencial para la simbiosis entre los seres humanos y las máquinas se está acercando a la realidad. Si se considera la rápida evolución de la computación personal y el crecimiento de Internet, será intere-sante observar los nuevos desarrollos que tendrán lugar en el campo de la robótica; los logros se registrarán con una rapidez jamás imaginada por los especialistas. Los roboticistas del futuro traza-rán un camino para las máquinas de pensamiento, que se extenderá más allá de las tareas sucias, aburridas o peligrosas para acceder a áreas con las que hoy sólo podemos soñar. Se espera que el resto de los países también abrace el mundo dinámico de la robótica como lo han hecho los alumnos de Rusia, Brasil y Colombia. —TS

19. “Berkeley Lower Extremity Exoskeleton,” http://bleex.me.berkeley.edu/bleex.htm (Se accedió el 1º de octubre de 2010).

20. European Robotics Research Network, http://www.euron.org/resources/projects/2010 (Se accedió el 30 de agosto de 2010).

21. Huo X y Ghovanloo M: “Using Unconstrained Tongue Motion as an Alternative Control Mechanism for Wheeled Mobility,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering 56, no. 6 (Junio de 2009): 1719–1726.

“Magnetic Control: Tongue Drive System Allows Individuals with Disabilities to Operate Powered

Wheelchairs and Computers,” http://gtresearchnews.gatech.edu/newsrelease/tongue-drive.htm (Se accedió el 7 de septiembre de 2010).

22. “Honda, ATR y Shimadzu Jointly Develop Brain-Machine Interface Technology Enabling Control of a Robot by Human Thought Alone,” http://world.honda.com/news/2009/c090331Brain-Machine-Interface-Technology/ (Se accedió el 9 de septiembre de 2010).

23. Para obtener más información sobre los proyectos de robótica de SEED, consulte: http://www.seed.slb.com/voices_article.aspx?id=35753&terms=robotics (Se accedió el 1º de octubre de 2010).

robots al rescate - slb.com/media/files/resources/oilfield_review/... · 1800, la revolución...

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