viernes, 3 de junio de 2011

Nuevas tecnologías y robótica (Aplicación militar)


``Qué es un robot´´,un robot es una entidad virtual o mecánica artificial. En la práctica, esto es por lo general un sistema electromecánico que, por su apariencia o sus movimientos, ofrece la sensación de tener un propósito propio. La palabra robot puede referirse tanto a mecanismos físicos como a sistemas virtuales de software, aunque suele aludirse a los segundos con el término de bots.

Quienes nacieron a comienzos del siglo XX y aun tienen la fortuna de estar vivos, son considerados por algunos amantes de la ciencia como los seres humanos más privilegiados que jamás hayan existido.
Esto se debe a que en el corto transcurrir de una vida humana, ellos han sido testigos del nacimiento de los avances tecnológicos más impresionantes alcanzados por el hombre; crecieron en una época en la que pensar que el hombre podría volar sonaba bastante fantasioso, pero años más tarde ellos mismos abordarían aviones de pasajeros que los llevarían de un continente a otro, pasaron de imaginar las cosas que les describían en la radio, a ver la primera imagen de la tierra tomada desde la luna y llevada a sus casas por medio de la televisión.

Tenían claro que la única forma de traer una nueva vida al mundo era la tradicional unión sexual entre el macho y la hembra, pero tiempo después tendrían que hacer un esfuerzo por entender qué es la clonación y de qué se trata; sin embargo posiblemente de todos los descubrimientos científicos que presenciaron, el de más rápido desarrollo y evolución, ha sido el de los computadores. Cualquier computador personal de escritorio o portátil de hoy, posee más potencia que los grandes y robustos computadores que usó la NASA hace tan solo dos décadas.

Microprocesadores y cerebro

El cerebro de los computadores es el microprocesador, potente y complejísimo circuito electrónico que actualmente puede integrar, en un espacio del tamaño de una uña, millones de componentes electrónicos. El microprocesador puede ser considerado como la cúspide de la tecnología desarrollada por el hombre, tanto por la miniaturización a la que se somete constantemente, como por la potencia y velocidad con que puede desarrollar cálculos.

No cabe duda que los computadores gracias a las virtudes de sus microprocesadores, son mucho más eficientes que los humanos al resolver problemas de cálculo o razonamiento lógico. Sin embargo a la hora de abordar ciertas tareas del denominado mundo real, donde la información que se presenta es imprecisa, desordenada y voluminosa, las computadoras son sumamente torpes y poco confiables.

Un ejemplo claro de estas tareas son el control motor, la visión y sobre todo la capacidad de aprender. No existe la primera máquina desarrollada por el hombre, que sea capaz de reconocer la imagen de un pequeño ratón, desde varios metros de altura en medio de un campo de trigo y capturarlo con precisión. Sin embargo para el pequeño cerebro de un águila, capturar al ratón es una tarea muy sencilla.
 Al parecer las tareas que peor desarrollan los computadores, son aquellas que mejor desarrollan los organismos biológicos. De acuerdo con algunos estudios científicos, esto se debe a la forma en que se procesa la información. En los microprocesadores de los computadores los datos se trabajan en serie (uno a uno), mientras que en el cerebro de los organismos biológicos la información se maneja en paralelo (muchos datos al mismo tiempo), es decir existen millones de pequeños microprocesadores conocidos como neuronas, que aunque son sumamente simples, al conectarse unas con otras, pueden manejar al mismo tiempo pequeñas partes de la información recibida y procesarla de forma muy eficiente.

Al comparar el cerebro con el computador, queda claro que aunque la velocidad de procesamiento de información es mucho menor en el cerebro, este fenómeno se ve compensado por el complejo sistema de redes que conforman las neuronas, que a su vez se pueden comparar con pequeños microprocesadores sumamente simples, pero que en conjunto son altamente eficientes.

El hecho de que existan muchas neuronas le agrega otra ventaja al cerebro por encima del computador, y es la capacidad de adaptación al daño. Cuando el microprocesador sufre un daño, con seguridad el computador dejara de funcionar, por el contrario en el cerebro cuando algunas neuronas fallan, rápidamente otras asumen su trabajo, con lo que el cerebro desarrolla una tolerancia a fallos muy amplia. Se han conocido casos de personas que por problemas médicos o accidentes han perdido hasta la mitad del cerebro y sin embargo, la mitad restante asume el control de muchas actividades relacionadas con la mitad que falta.

Redes neuronales artificiales en robots

El deseo por construir máquinas que realicen trabajos que los humanos prefieren no desempeñar, motivó el surgimiento de una rama de la tecnología conocida como la robótica, donde se estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de imitar el comportamiento de humanos y de otros organismos biológicos en el desempeño de tareas específicas, estas máquinas son mejor conocidas como robots.

El hecho de que estos robots deban responder ante estímulos del medio (mundo real), al igual que organismos biológicos, supone que en cierta forma deben tener algo de inteligencia.

Durante el siglo XX, los científicos diseñaron formas de agregar una pequeña dosis de inteligencia a los robots, entre ellas podemos citar: la IA o inteligencia artificial, que en términos generales define métodos algorítmicos capaces de hacer pensar a los computadores, los Sistemas Expertos que consistían en complejos programas de computador en los que se codificaba el conocimiento de expertos en materias concretas (por ej: Factores de riesgo en la bolsa de valores), y por último, la que para el caso es de mayor interés, las Redes Neuronales, también denominadas sistemas neuronales artificiales o ANS (Artificial Neuronal Systems), que consiste en desarrollo de programas (software) y/o circuitos electrónicos (Hardware), que simulen el comportamiento neuronal del cerebro de los organismos biológicos.

Las redes neuronales artificiales pese a su relativa juventud, son ya ampliamente utilizadas en aplicaciones como cancelación de ecos en las señales telefónicas de larga distancia, reconocimiento óptico de caracteres, lectores de cheques, ayuda a pilotaje de aviones o predicción de crisis bancarias. Una de las características que las hacen ideales para el control de robots es su capacidad de aprender a partir de ejemplos.

Esto implica que al robot no se le debería programar para todo, sencillamente se le citarían ejemplos y aprendería, como cuando una leona le enseña a sus cachorros a cazar.

Robots en el campo de combate

El Ejército de Estados Unidos desplegó en Irak 18 robots conocidos con el nombre de “Sword” (espada), estos son la cumbre de la evolución en la robótica aplicada a la guerra, capaces de disparar desde una ametralladora hasta un lanzagranadas de 40 milímetros o sistemas de mísiles múltiples, llevan cámaras de cualquier combinación, térmicas, de visión nocturna, zoom y de angular amplio.

Los “Swords” no son robots totalmente autónomos, son controlados por un operador en una pequeña estación remota que se puede ubicar a una distancia de hasta un kilómetro. El costo inicial de cada robot fue de alrededor de 230.000 dólares, pero a pesar de que aun es un precio alto, algunos analistas aseguran que ni se compara con el costo psicológico, político y económico que significa perder un soldado en el campo de combate.

Tal como lo expresa el nombre de un famoso programa de la televisión por cable (De la Táctica a la Práctica), los grandes avances tecnológicos a través de la historia siempre se han originado con aplicaciones militares, para luego ser implementados en aplicaciones civiles y la robótica no será la excepción, por el contrario, en los próximos años gracias a las tecnologías emergentes, seremos testigos de cómo la realidad superará la ficción en el campo de combate.

Robots en el Ejército Nacional

La Jefatura de Educación y Doctrina y La Dirección de Instrucción y Entrenamiento, siguiendo los lineamientos del Comandante del Ejército y consientes de los valiosos beneficios en el mediano y largo plazo, decidieron apostarle a un proyecto del Departamento de Ciencia y Tecnología con el que se espera diseñar e implementar un pequeño vehículo, con capacidad de suministrar información visual en tiempo real a una estación de control remota, y con la adaptación de un brazo robótico para la manipulación de artefactos explosivos.

El prototipo será diseñado por un grupo de trabajo integrado por miembros del Ejército y de la Universidad Militar Nueva Granada, las labores de investigación están en marcha y se espera concluir el proyecto para finales del presente año.

Con este primer prototipo se busca iniciar una serie de proyectos a desarrollar durante los próximos años, con los que el Ejército Nacional demostrará una vez más su capacidad de adaptación a nuevas tecnologías y la confianza en el talento humano nacional.

Inicialmente el primer prototipo será controlado por redes neuronales, y aunque la mayor parte de las tareas a realizar requieran de un operador trabajando desde estación remota, se espera que a medida que se desarrollen nuevos modelos, estos serán cada vez más autónomos.