Nanorobots

La nanotegnologia es un término mencionado por primera vez en 1959 por Richard Feman y es el campo de la nanotecnológica encargada de estudiar la robótica a una escala nanométrica; siendo un nanómetro milmillonésima parte de un metro, pero no solo estudia los robots cuyas dimensiones son nanometricas, también a los robots grandes que son capaces de manipular objetos de dimensiones manométricas, La nanorobótica es un campo multidisciplinario puesto que involucra la química, la informática, ingeniería, biología y otras ciencias afines, para lograr controlar o modificar las propiedades o forma tamaño los nanoobjetos y nanoestructuras. 

 

Tienen varias aplicaciones en áreas como la ingeniería espacial, la biología, la industria manufacturera, la medicina, esta última es de especial importancia debido a que se enfoca al desarrollo de nanorobots, nanosensores, maquinas moleculares que servirán para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades como el cáncer o la diabetes, gracias a la nanomanipulación sin contacto de los materiales biológicos como las células, los virus, proteínas, ADN y ARN, utilizando técnicas como la fuerza magnética, pinzas ópticas, nano-pinas, etc. 

En el campo de la medicina: los nanorobots se buscan desarrollar con el propósito de que sean capaces de diagnosticar, monitorear y tratar enfermedades en partes especificas del cuerpo. Además que puedan realizar tareas predefinidas en algunos procedimientos médicos.

En el campo de la ingeniería espacial: los nanorobots se pueden utilizar en el campo de la ingeniería espacial para realizar tareas como el mapero y detección de grandes terrenos con los denominados "Networked TerraXplorers" (NTXp) los cuales serían lanzados en grandes cantidades para que interactúen con el terreno de manera que detecten la presencia de agua u otros minerales, además serían capaces de recolectar información de presión, temperatura, radiación entre otros. 

Nanorobots médicos: los nanorobots médicos son dispositivos de dimensiones nanométricas desarrollados para ser utilizados en diversas ramas de la medicina, están formados por nano-componentes, diseñados para permitir nuevas metodologías en el diagnóstico, tratamientos médicos y cirugía mínimamente invasiva. 

Nanorobots en odontología: la nanorobótica aplicada al campo de la odontología da origen a la denominada nano-odontología en donde los nanorobots ayudaran a la administración de anestesia en donde se podrían colocar varias partículas con anestesia sobre la encía del paciente en lugares específicos y estrictamente necesarios. 

Nanorobots en la detección y tratamiento del cáncer: los nanorobots estarían encargados de ayudar al diagnóstico y dosificación de medicamento para los pacientes que sufren de cáncer.

Nanorobots para diagnóstico y tratamiento de diabetes: conocer la cantidad de glucosa en contenida en la sangre de un paciente con diabetes para mantener un nivel correcto es de vital importancia para su diagnóstico y tratamiento, existe un prototipo de nano robot simulado para realizar el diagnostico, este no es atacado por las células blancas por ende puede navegar libremente y tomar información mediante un sensor químico que monitorea la actividad de la proteína hSGLT3 en la sangre. 

Nanorobots en la terapia de genes: los nanorobots pueden ser capaces de tratar las enfermedades de carácter genéticos puesto que interactúan directamente son las estructura moleculares de ADN y proteínas que se encuentran en las células.

Nanorobots para el aneurisma cerebral: en nano robot sede ser capaz de realizar un seguimiento de la lesión endotelial(zona interna de los vasos sanguíneos) , detectando los cambios de concentración química mediante un biosensor los cuales serán activados ante la presencia altas concentraciones intracraneales (NOS).

Nanorobots para cirugía: los nanorobots pueden ayudar a realizar procedimientos quirúrgicos complejos puesto que están elaborados para realizar tareas predefinidas.

 

Nanorobot con inteligencia artificial

     En un futuro se espera combinar la nanotecnología y la inteligencia artificial de manera que se puedan elaborar nanorobots para tratar cualquier patología, que naveguen por nuestro cuerpo y mediante la recolección de información, se adapten al tratamiento de cualquier enfermedad a tratar, además estos deberían ser dependientes de ningún organismo externo al momento de tomar decisiones, gracias a que estarán dotados de sistemas informáticos de gran memoria con una suficiente capacidad informativa. 

     Una muestra de esta tecnología es el cerebro artificial elaborado por la compañía Genobyte, el cual cuenta con unas 37.7 millones de neuronas además de un simulador que permite recrear los procesos de sinapsis y la comunicación entre ellas, aunque aún no es capaz de realizar todas las actividades que realiza un cerebro real. 

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN  BARINAS

INTEGRANTE: José Daniel Plúas

PROFESOR: Jhoann Zambrano

La inteligencia artificial (IA)

La inteligencia artificial (IA) puede definirse como el medio por el cual las computadoras, los robots y otros dispositivos realizan tareas que normalmente requieren de la inteligencia humana. Por ejemplo, la resolución de cierto tipo de problemas, la capacidad de discriminar entre distintos objetos o el responder a órdenes verbales. La IA agrupa un conjunto de técnicas que, mediante circuitos electrónicos y programas avanzados de computadora, busca imitar procedimientos similares a los procesos inductivos y deductivos del cerebro humano. Se basa en la investigación de las redes neuronales humanas y, a partir de ahí, busca copiar electrónicamente el funcionamiento del cerebro.

 

      Los dispositivos que cuentan con inteligencia artificial pueden ejecutar distintos procesos análogos al comportamiento humano, como la devolución de una respuesta por cada entrada (similar a los actos reflejos de los seres vivos), la búsqueda de un estado entre todos los posibles según una acción o la resolución de problema mediante una lógica formal.

    En la actualidad, la forma de inteligencia artificial más popular existe en los videojuegos, dado que su consumo es masivo. En este contexto, se aplica a enemigos y personajes controlados por el ordenador, para que su actuación a lo largo de la experiencia interactiva resulte creíble y parezca espontánea. Demás está decir que el tipo de inteligencia artificial utilizada en cada caso es diferente, y responde a una serie de necesidades particulares.

 

      El avance en la investigación de las redes neuronales va ganando terreno a una velocidad espectacular. Entre sus aplicaciones destaca la poderosa computadora Deep Blue, que puede vencer a cualquier jugador de ajedrez: no sólo tiene gran cantidad de jugadas programadas, sino que aprende de su adversario, por lo que se va volviendo capaz de adelantarse a las decisiones de su enemigo y hundir sus estrategias antes de que prosperen.

      Esas redes también se han usado en los autos robot, que pueden circular por las autopistas a una velocidad normal con un excelente margen de seguridad, y de hecho han cruzado la Unión Americana de costa a costa sin que el conductor tuviera que tocar el volante o los pedales. Siguiendo esta línea de avance, es posible que en la próxima década sea común que en la central de autobuses una máquina pregunte al pasajero si desea viajar en un autobús conducido por un humano o guiado por computadora; este último servicio será más seguro y por lo tanto más caro. Se espera que en poco tiempo, imitando el funcionamiento de nuestro cerebro, las computadoras ya no tendrán un gran procesador, sino miles (y más adelante millones) de pequeños procesadores totalmente interconectados entre sí, lo que permitirá la maravillosa capacidad de aprender a través de experiencias recogidas por los “sentidos” de la máquina (cámaras de video, micrófonos, etcétera).

 

      Sin lugar a dudas, una de las aplicaciones más interesantes y significativas de la inteligencia artificial es la investigación científica. Con la ayuda de un ordenador, y más aún un conjunto de ellos, se potencian considerablemente las posibilidades del ser humano de descubrir los misterios que tan apasionadamente viene persiguiendo desde hace siglos. Cuando se otorga a estos dispositivos la habilidad de aprender y de discernir, se los convierte en entidades que rozan las capacidades de un superhombre, dado que alcanzan velocidades de procesamiento imposibles para nosotros y que no necesitan descansar para funcionar, entre otras ventajas que los ubican por sobre los seres vivos en este contexto.

En nuestra próxima entrada nanorobots

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Clasificación de los robots

Ningún autor se pone de acuerdo en cuántos y cuáles son los tipos de robots y sus características esenciales. La más común es la que continuación se presenta:
 

Según su cronología

La que a continuación se presenta es la clasificación más común:

1.ª Generación.

Manipuladores. Son sistemas mecánicos multifuncionales con un sencillo sistema de control, bien manual, de secuencia fija o de secuencia variable.

2.ª Generación.

Robots de aprendizaje. Repiten una secuencia de movimientos que ha sido ejecutada previamente por un operador humano. El modo de hacerlo es a través de un dispositivo mecánico. El operador realiza los movimientos requeridos mientras el robot le sigue y los memoriza.

3.ª Generación.

Robots con control sensorizado. El controlador es una computadora que ejecuta las órdenes de un programa y las envía al manipulador para que realice los movimientos necesarios.

4.ª Generación.

Robots inteligentes. Son similares a los anteriores, pero además poseen sensores que envían información a la computadora de control sobre el estado del proceso. Esto permite una toma inteligente de decisiones y el control del proceso en tiempo real.

 

Según su estructura

La estructura, es definida por el tipo de configuración general del Robot, puede ser metamórfica. El concepto de metamorfismo, se ha introducido para incrementar la flexibilidad funcional de un Robot a través del cambio de su configuración por el propio Robot. El metamorfismo admite diversos niveles, desde los más elementales (cambio de herramienta o de efecto terminal), hasta los más complejos como el cambio o alteración de algunos de sus elementos o subsistemas estructurales. Los dispositivos y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como se ha indicado, son muy diversos y es por tanto difícil establecer una clasificación coherente de los mismos que resista un análisis crítico y riguroso. La subdivisión de los Robots, con base en su arquitectura, se hace en los siguientes grupos: poliarticulados, móviles, androides, zoomórficos e híbridos.

1. Poliarticulados

En este grupo se encuentran los Robots de muy diversa forma y configuración, cuya característica común es la de ser básicamente sedentarios (aunque excepcionalmente pueden ser guiados para efectuar desplazamientos limitados) y estar estructurados para mover sus elementos terminales en un determinado espacio de trabajo según uno o más sistemas de coordenadas, y con un número limitado de grados de libertad. En este grupo, se encuentran los manipuladores, los Robots industriales, los Robots cartesianos y se emplean cuando es preciso abarcar una zona de trabajo relativamente amplia o alargada, actuar sobre objetos con un plano de simetría vertical o reducir el espacio ocupado en el suelo.

 

2. Móviles

Son Robots con gran capacidad de desplazamiento, basados en carros o plataformas y dotados de un sistema locomotor de tipo rodante. Siguen su camino por telemando o guiándose por la información recibida de su entorno a través de sus sensores. Estos Robots aseguran el transporte de piezas de un punto a otro de una cadena de fabricación. Guiados mediante pistas materializadas a través de la radiación electromagnética de circuitos empotrados en el suelo, o a través de bandas detectadas fotoeléctricamente, pueden incluso llegar a sortear obstáculos y están dotados de un nivel relativamente elevado de inteligencia.

 

3. Androides

Son Robots que intentan reproducir total o parcialmente la forma y el comportamiento cinemático del ser humano. Actualmente, los androides son todavía dispositivos muy poco evolucionados y sin utilidad práctica, y destinados, fundamentalmente, al estudio y experimentación. Uno de los aspectos más complejos de estos Robots, y sobre el que se centra la mayoría de los trabajos, es el de la locomoción bípeda. En este caso, el principal problema es controlar dinámica y coordinadamente en el tiempo real el proceso y mantener simultáneamente el equilibrio del Robot.

 

4. Zoomórficos

Los Robots zoomórficos, que considerados en sentido no restrictivo podrían incluir también a los androides, constituyen una clase caracterizada principalmente por sus sistemas de locomoción que imitan a los diversos seres vivos. A pesar de la disparidad morfológica de sus posibles sistemas de locomoción es conveniente agrupar a los Robots zoomórficos en dos categorías principales: caminadores y no caminadores. El grupo de los Robots zoomórficos no caminadores está muy poco evolucionado. Los experimentos efectuados en Japón basados en segmentos cilíndricos biselados acoplados axialmente entre sí y dotados de un movimiento relativo de rotación. Los Robots zoomórficos caminadores multípedos son muy numerosos y están siendo objeto de experimentos en diversos laboratorios con vistas al desarrollo posterior de verdaderos vehículos terrenos, pilotados o autónomos, capaces de evolucionar en superficies muy accidentadas. Las aplicaciones de estos Robots serán interesantes en el campo de la exploración espacial y en el estudio de los volcanes.

 

5. Híbridos

Corresponden a aquellos de difícil clasificación, cuya estructura se sitúa en combinación con alguna de las anteriores ya expuestas, bien sea por conjunción o por yuxtaposición. Por ejemplo, un dispositivo segmentado articulado y con ruedas, es al mismo tiempo, uno de los atributos de los Robots móviles y de los Robots zoomórficos.

 

En nuestra siguiente entrada hablaremos sobre Inteligencia Artificial

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