2ESO – SA2 – Robótica
Robótica
¿Alguna vez has visto un robot en una película o en la vida real? Seguramente sí. Los robots están en fábricas, hospitales, explorando otros planetas e incluso en nuestras casas, como los robots aspiradores. Pero, ¿qué es realmente un robot?
Un robot es una máquina programable que puede realizar tareas de manera automática o con poca intervención humana. Se compone de varias partes:
Sensores: permiten que el robot «vea» o «sienta» su entorno, como cámaras, micrófonos o sensores de movimiento.
Procesador o control: el «cerebro» del robot, que toma decisiones basadas en la información de los sensores.
Actuadores: motores o mecanismos que permiten al robot moverse o realizar acciones.
En esta unidad aprenderemos cómo funcionan los robots, qué tipos existen y cómo se pueden programar. Veremos que la robótica combina conocimientos de mecánica, electrónica e informática para crear máquinas capaces de hacer tareas que pueden ser difíciles, peligrosas o aburridas para los humanos.
La robótica es una de las tecnologías del futuro, y entenderla nos ayuda a desarrollar creatividad y pensamiento lógico. ¡Vamos a descubrir juntos cómo funcionan los robots y cómo podemos crearlos!
Partes de un robot
Un robot, como ya hemos visto, es una máquina diseñada para realizar tareas de forma automática o con poca intervención humana. Para ello, necesita varias partes que le permitan percibir su entorno (sensores), procesar información (procesador) y actuar (actuadores). Las principales partes de un robot son:
Sensores
Los sentidos del robot
Los robots necesitan información sobre su entorno para poder tomar decisiones. Para ello, utilizan sensores, que funcionan como nuestros sentidos. Hay muchos tipos de sensores, dependiendo de qué información captan:
🔹 Sensores de contacto → Detectan si el robot ha tocado algo.
Ejemplo: botones o interruptores que activan una acción cuando se presionan.
🔹 Sensores de luz → Detectan la cantidad de luz o colores.
Ejemplo: sensores de línea en robots que siguen un camino negro sobre un fondo blanco.
🔹 Sensores de distancia o proximidad → Miden qué tan cerca está un objeto.
Ejemplo: sensores de ultrasonidos como los que usan los coches para aparcar.
🔹 Sensores de temperatura → Detectan el calor o el frío.
Ejemplo: termómetros digitales o sensores en aires acondicionados.
🔹 Sensores de sonido → Captan vibraciones o ruido.
Ejemplo: micrófonos en asistentes virtuales como Alexa o Siri.
🔹 Sensores de inclinación y movimiento → Detectan si el robot está en movimiento o inclinado.
Ejemplo: acelerómetros en móviles que hacen que la pantalla gire cuando los movemos.
Los sensores envían la información al procesador del robot para que tome decisiones.
Procesador o Control
El cerebro del robot
Una vez que el robot recibe información de sus sensores, necesita tomar decisiones. Esto lo hace con su procesador, que es como su cerebro.
🔹 Microcontrolador: Es un pequeño ordenador dentro del robot que procesa la información y da órdenes.
Ejemplo: Arduino es un microcontrolador muy usado en robótica educativa.
🔹 Microprocesador: Es más potente que un microcontrolador y permite hacer cálculos complejos.
Ejemplo: Raspberry Pi, que se usa en robots avanzados con inteligencia artificial.
El procesador sigue un programa que le dice qué hacer en cada situación. Los robots se pueden programar en lenguajes como Python, C++ o bloques visuales como Scratch.
Actuadores
Los músculos del robot
Los robots no solo piensan, también necesitan moverse o realizar acciones. Para ello, usan actuadores, que convierten la energía en movimiento.
🔹 Motores eléctricos → Permiten el movimiento de ruedas, brazos o mecanismos.
Ejemplo: los motores de los coches eléctricos o de los drones.
🔹 Servomotores → Se mueven con precisión en ángulos específicos.
Ejemplo: los brazos de robots industriales que ensamblan coches.
🔹 Pistones hidráulicos o neumáticos → Utilizan líquidos o aire comprimido para mover piezas grandes.
Ejemplo: los brazos mecánicos en fábricas de ensamblaje.
🔹 Luces y pantallas → Algunos robots comunican información con luces LED o pantallas.
Ejemplo: los ojos LED de algunos robots humanoides como Nao.
Los actuadores obedecen las órdenes del procesador y hacen que el robot cumpla su tarea.
Un robot funciona gracias a la combinación de sensores, un procesador que toma decisiones y actuadores que ejecutan acciones. Es como un cuerpo humano:
✅ Los sensores son los sentidos (ojos, oídos, tacto…).
✅ El procesador es el cerebro, que piensa y decide.
✅ Los actuadores son los músculos, que permiten moverse y actuar.
En la siguiente parte de la unidad, veremos cómo programar un robot para que use estas partes de manera inteligente. ¡La robótica es el futuro y estamos aprendiendo a construirlo!
Clasificación cronológica de los robots
La robótica ha evolucionado mucho desde sus inicios. Podemos clasificar los robots en cinco generaciones, según sus características y capacidades.
1️⃣ Primera Generación (1940-1960) – Robots Mecánicos Programables
🔹 Eran robots simples, utilizados principalmente en la industria.
🔹 No tenían sensores ni inteligencia, solo seguían una serie de movimientos programados.
🔹 Funcionaban con circuitos eléctricos y mecánicos.
🔹 Ejemplo: Unimate, el primer robot industrial (1961), utilizado en la fábrica de General Motors.
2️⃣ Segunda Generación (1960-1980) – Robots con Sensores
🔹 Se les añadieron sensores para recibir información del entorno.
🔹 Podían adaptar su comportamiento a ciertas condiciones externas.
🔹 Se usaron en fábricas, principalmente para tareas repetitivas como ensamblaje o soldadura.
🔹 Ejemplo: Robots industriales con sensores de presión para ajustar la fuerza al sujetar objetos.
3️⃣ Tercera Generación (1980-2000) – Robots Autónomos
🔹 Aparecieron los primeros robots con microprocesadores, lo que les permitió tomar decisiones básicas.
🔹 Usaban inteligencia artificial simple para moverse o manipular objetos.
🔹 Se empezaron a utilizar en la exploración espacial y la robótica doméstica.
🔹 Ejemplo:
El rover Sojourner (1997), primer robot en Marte.
Primeros robots aspiradores, como Roomba.
4️⃣ Cuarta Generación (2000-2020) – Robots Inteligentes
🔹 Incorporan inteligencia artificial (IA), lo que les permite aprender y mejorar su comportamiento.
🔹 Pueden interactuar con humanos, reconocer voz, rostros y adaptarse a diferentes entornos.
🔹 Se usan en medicina, educación, seguridad y asistencia personal.
🔹 Ejemplo:
Robots humanoides como Sophia.
Vehículos autónomos como los coches de Tesla.
5️⃣ Quinta Generación (2020 – Actualidad) – Robots con Aprendizaje y Autoconciencia
🔹 Se desarrollan robots con redes neuronales y aprendizaje profundo (deep learning).
🔹 Son capaces de aprender por sí mismos, mejorar su rendimiento y tomar decisiones más complejas.
🔹 Algunos están diseñados para parecerse y comportarse como humanos.
🔹 Ejemplo:
Atlas, el robot de Boston Dynamics que puede correr, saltar y hacer parkour.
Robots asistenciales avanzados para hospitales y atención al cliente.
Clasificación de los robots según su forma y movilidad
Los robots pueden moverse de diferentes maneras dependiendo de sus ruedas, patas o articulaciones:
🔹 Robots móviles → Se desplazan de un lugar a otro.
De ruedas: como los robots aspiradores o los coches autónomos.
De patas: como los robots cuadrúpedos (ejemplo: Spot de Boston Dynamics).
Drones: vuelan y son usados para vigilancia, filmación o transporte.
🔹 Robots industriales o manipuladores → Son robots fijos que realizan tareas específicas en fábricas.
Ejemplo: brazos robóticos que ensamblan coches.
🔹 Robots humanoides → Se parecen a los humanos en forma y movimiento.
Ejemplo: robots como ASIMO o Sophia.
🔹 Robots zoomórficos → Tienen forma de animales para adaptarse a ciertos entornos.
Ejemplo: robots inspirados en insectos o peces.
Clasificación de los robots según su función
Los robots se diseñan para cumplir tareas específicas. Algunos ejemplos son:
🔹 Robots industriales → Se usan en fábricas para ensamblar, pintar o soldar.
Ejemplo: los brazos mecánicos en la industria automotriz.
🔹 Robots de exploración → Se usan para explorar lugares peligrosos o de difícil acceso.
Ejemplo: el rover Perseverance en Marte o robots submarinos.
🔹 Robots de asistencia y salud → Ayudan en hospitales y residencias.
Ejemplo: exoesqueletos para ayudar a personas con movilidad reducida.
🔹 Robots de servicio → Realizan tareas domésticas o de atención al público.
Ejemplo: robots aspiradores o robots camareros en restaurantes.
🔹 Robots militares o de rescate → Se usan en operaciones de seguridad o emergencias.
Ejemplo: robots desactivadores de bombas.
🔹 Nanorrobots → Son robots microscópicos usados en medicina.
Ejemplo: nanobots diseñados para viajar por el cuerpo humano y tratar enfermedades.
Clasificación de los robots según su nivel de autonomía
Los robots pueden actuar de forma más o menos independiente:
🔹 Robots teleoperados → Son controlados por un humano a distancia.
Ejemplo: drones de rescate o robots exploradores en otros planetas.
🔹 Robots autónomos → Toman decisiones por sí mismos usando sensores y programas.
Ejemplo: coches autónomos o robots aspiradores.
🔹 Robots inteligentes → Usan inteligencia artificial para aprender y mejorar su comportamiento.
Ejemplo: asistentes virtuales como Siri o robots conversacionales.