Robótica y sus aplicaciones en un mundo cambiante

Robótica y sus aplicaciones en un mundo cambiante

Por: Edwin Arias, Noely Jiménez, Ninette López, Doménica Vargas, Patricia Quelal

La robótica es una rama científica, que se basa en la física, electrónica, mecánica, sistemas informáticos, entre otras, para obtener como resultado  inteligencia artificial. Gracias a los avances en la tecnología y la implementación de estos en diferentes ámbitos, las actividades o los problemas en sí, se han ido tornando más simples de resolver y llevar a cabo. De manera que cada existe un sesgo más pequeño ya que el margen de error de una máquina es mínimo. Esto ha permitido que el desarrollo de la humanidad y reducción de complicaciones, además de optimización de recursos y aumento de velocidad en procesos. Lo que antes le tomaba horas a una persona, hoy se puede resolver en cuestión de segundos por una máquina o robot.  A través el siguiente artículo, se espera presentar avances en distintos sectores y cómo estos están revolucionando la forma en que se hacían las cosas. Para ello se ha enfocado una investigación hacia tres sectores importantes como son la medicina, donde se habla de la biónica, es decir, prótesis inteligentes; la educación, que si bien es un campo que todavía debe ser explotado, hoy existen grandes proyectos que han influido significativamente en el aprendizaje; finalmente en la agricultura, una industria donde la tecnología ha permitido sobre todo establecer control y ejecutar mejores prácticas, para aprovechar al máximo las oportunidades que se presentan.

Abstract

Now-a-days, technology has advanced extremely fast, that is why a lot of things have improved and people needed to adapt themselves to this change. Robotics are a technology branch where studies about physics, electronics, mechanics, programming and other engineers are joined to create new products based in artificial intelligence, to simplify human behavior. This article is going to talk about some applications of robotics in different areas such as bionics, a medicine field which place their efforts on studying how to upgrade prosthesis, changing simple plastic members into high technology ones. Pedagogy, as technology advance, it is needed education to be as high quality as other areas. That is why many scientists objective is to find ways in which robotics can help people to learn faster. Agriculture, an industrial area where technology have boost significantly, as there field is a principal source of economy from many countries, robotic advances are enormous, so in this article it is going to be told some of those new inventions that made agriculturists lives easier. With this information recompilation, the reader will be available to wake an interest in how robotics has silently start becoming part of our world and developed it faster.   

Biónica: robótica en prótesis.

La robótica ha tenido un gran desarrollo dentro del ámbito de la medicina en los últimos años dado al inmenso avance de la tecnología. Actualmente la ingeniería biónica se centra en producir herramientas que logren combinar sistemas biológicos y tecnológicos para simular o reemplazar partes de los seres vivos. La biónica, que es la robótica aplicada al ser humano, se ha desarrollado especialmente en la creación de prótesis y exoesqueletos que se puedan adaptar de una mejor manera a las personas que las necesitan y a sus actividades diarias.

Las prótesis se han venido realizando desde hace muchos años atrás. Se pudieron encontrar restos de lo que parecería ser una prótesis de antebrazo en una momia egipcia del año 2000 a.C. A partir de los años 1800-1900 se empezaron a realizar prótesis construidas con polímeros naturales y madera para reemplazar las extremidades. Estas prótesis si bien ayudaban a las personas en algunas actividades, también podrían constituir una molestia e incluso un impedimento para realizar ciertas tareas. Además, estéticamente, no lograban asemejarse a la realidad. En los últimos tiempos mediante la biónica se ha logrado conectar los impulsos eléctricos de los nervios de las extremidades amputadas para poder brindar movilidad a las prótesis utilizadas. La finalidad de el uso de la robótica en este ámbito es dar más comodidad, seguridad y aumentar la función de las prótesis. Algunos ejemplos importantes del diseño y éxito alcanzado aplicando la robótica son las prótesis de mano, de brazo, de tobillo y de pierna (Sánchez Navarro, 2018). Las prótesis de mano se realizan con materiales ligeros y una característica importante es la capacidad de sensación que brinda al usuario. Para lograr esto se requiere una conexión con el sistema nervioso del paciente por medio de los nervios cubitales que son los principales que se encuentran en el brazo.  De esta forma se puede también llegar a controlar la fuerza de agarre e identificación de formas. El brazo biónico también se ha desarrollado con la capacidad de recepción de los impulsos del cerebro para lograr movilidad voluntaria de los dedos. (Sánchez Navarro, 2018)

Otra área de utilización de la robótica que ha resultado ser muy efectiva es el uso de exoesqueletos para la rehabilitación de pacientes que han sufrido derrames cerebrales y han perdido la capacidad de movimiento. Los exoesqueletos son diseñados para apoyar en las terapias físicas para lograr obtener mejores resultados. Los exoesqueletos son colocados en el paciente para ayudar a la reactivación de las habilidades motoras. Específicamente se ha utilizado a la biónica en la rehabilitación de la movilidad en las manos ya es en la que la mayoría de los pacientes tienen dificultades. El exoesqueleto es colocado sobre las manos del paciente y permite una movilidad completa de cada falange de una forma natural. Estas terapias asistidas también se utilizan en rehabilitación de todas las extremidades y utilizan sistemas muy complejos y avanzados que mediante la aplicación de fuerzas ayudan a los pacientes con la movilidad. Los beneficios se observan en términos de precisión y repetición ya que ayudan a los fisioterapeutas a brindar una terapia más específica, modificando la fuerza ejercida, número de repeticiones y tipos de movimientos. Una desventaja en la que se está trabajando es el tamaño del exoesqueleto ya que puede ser una estructura voluminosa y en casos puede llegar a afectar los tejidos del usuario. (Iqbal, 2014)

La robótica en esta área específica de la medicina ha tenido un gran impacto en la mejora de la calidad de vida de los pacientes. Al tener mayor rango de movilidad y sobre todo movilidad voluntaria pueden realizar actividades de la vida diaria sin mayor dificultad. Actualmente el mayor avance se ha realizado en las prótesis de manos, en las cuales ya se ha incorporado la capacidad de sensación y fuerza de agarre, una gran ventaja para mejorar la adaptación de la prótesis al paciente ya que existe una conexión a los nervios del usuario.  Es verdad que estas prótesis todavía pueden resultar costosas para una gran cantidad de la población ya que la tecnología que se utiliza es avanzada. A medida que los estudios continúen, está tecnología se podrá ofrecer con una mayor facilidad.

Robótica en la pedagogía:

“La robótica educativa, también conocida como la robótica pedagógica, es una disciplina que tiene la concepción, creación y puesta en funcionamiento de prototipos robóticos y programas especializados con fines pedagógicos”  (Ruiz-Velazco Sánches, 2007)

La tecnología dentro del ámbito pedagógico ayuda a cautivar la atención de los estudiantes, despertando su interés por aprender y activando su creatividad a través de actividades educativas y divertidas.  Esto beneficia a que los mismos alumnos vayan desarrollando sus propias invenciones, incentivando a que exploten su imaginación además de estimular a que los alumnos hagan sus propias investigaciones.

La tecnología avanza conforme las generaciones van avanzando, por lo que es necesario que dentro del ámbito educativo se tome mucho en cuenta a la robótica como una forma de aprendizaje para las nuevas generaciones.

“Pierre Nonnon y Jean Pierre Theil, quienes afirman que el uso de herramientas robóticas favorece el proceso de enseñanza-aprendizaje, pues facilita la integración de lo teórico con lo práctico, el desarrollo de un pensamiento sistémico y la adquisición de nociones científicas” (Quiroga, 2017)

La opción de integrar a la robótica dentro del programa de aprendizaje surge del problema de que los estudiantes han perdido interés, puesto que en la pedagogía tradicional no se ve aplicada la materia en aspectos prácticos reales que motiven al estudiante a seguir explorando por su cuenta, lo que ha causado desmotivación y no permite que su creatividad aflore.

“La robótica, como herramienta puede tener la misión de involucrar a los

estudiantes en el aprendizaje de una forma activa”. (Garnica, 2013)

Se usan robots principalmente para facilitar el estudio de las ciencias como matemáticas, física, electricidad, electrónica, informática, etc.

Mediante un aprendizaje intuitivo los estudiantes adquieren capacidades para deducir causas y soluciones posibles, mejorando su capacidad reflexiva al momento de dar una opinión o comentario, lo que provoca que el alumno desarrolle habilidades de destreza e investigación.

(Garnica, 2013) afirma que, uno de los principales elementos que soporta la investigación, es la robótica ubicua, la cual es la integración de la robótica en el entorno de la persona, de forma que los robots se perciban como elementos necesarios para realizar algún tipo de tarea, en este punto el robot se vuelve omnipresente, es decir que se puede volver esencial en la vida del docente y estudiante.

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