Inteligencia Artificial y sus Aplicaciones
La Inteligencia Artificial (I.A, por simplificar) es una rama de la Informática que trata de enfocar el concepto de Inteligencia en las máquinas. Según el Diccionario de la Real Academia Española, Inteligencia es: “Potencia Intelectual, facultad de entender, de conocer, de entender o comprender.” La I.A persigue dos clases de metas: Metas Científicas, al saber cómo funciona el Cerebro Humano y de Ingeniería, ya que persigue el objetivo de crear sistemas Inteligentes.
Hay 4 conceptos variados sobre I.A:
- Sistemas que piensan como humanos: Sistemas con procesos de pensamiento humano.
- Sistemas que actúen como humanos: Sistemas que al realizar trabajos requieran inteligencia.
- Sistemas que piensen racionalmente: Se enfoca en el estudio de las facultades mentales.
- Sistemas que actúen racionalmente: Se enfoca en el diseño de agentes inteligentes.
Aplicaciones de la I.A
- Tratamiento de Lenguajes Naturales: Capacidad de Traducción, Órdenes a un Sistema Operativo, Conversación Hombre-Máquina, etc.
- Sistemas Expertos: Sistemas que se les implementa experiencia para conseguir deducciones cercanas a la realidad.
Son programas de computación inteligentes que usan conocimientos y procesos de inferencia, para resolver problemas sumamente difíciles para un humano ya que requerirían de mucha experiencia. En sí un Sistema Experto; emula la capacidad de experiencia de un ser humano para tomar decisiones. Aunque los Sistemas Expertos se centran el domino del problema, no tienen conocimientos mas allá de donde fueron programados, esto es, no relaciona ningún otro concepto, a menos que este específicamente indicado. A este conocimiento se le llama Dominio del Conocimiento y como ya se apuntó es muy cerrado. Los Sistemas Expertos se basan en las Redes Neuronales. Sus partes son: La Base del Conocimiento, el Motor de Inferencia, el Subsistema de Explicación y la Interfaz.
ü La Base del Conocimiento: Aquí están almacenados todos los datos que el Sistema Experto tiene para tomar decisiones.
ü El Motor de Inferencias: Contiene todos los procesos que manipulan la Base del Conocimiento, para deducir la información pedida por el usuario. (Por Ejemplo, resolución, encadenamiento atrás hacia delante, etc).
ü El Subsistema de Explicación analiza la estructura del razonamiento y da una explicación al usuario.
ü La Interfaz, que es el puente de comunicación entre el sistema y el usuario.
Robótica: Navegación de Robots Móviles, Control de Brazos móviles, ensamblaje de piezas, etc.
Un Robot es una máquina controlada por ordenador y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Los robots son capaces de realizar tareas repetitivas de forma más rápida, barata y precisa que los seres humanos.
Funcionamiento
El diseño de un manipulador robótico se inspira en el brazo humano, aunque con algunas diferencias. Por ejemplo, un brazo robótico puede extenderse telescópicamente, es decir, deslizando unas secciones cilíndricas dentro de otras para alargar el brazo. También pueden construirse brazos robóticos de forma que puedan doblarse como la trompa de un elefante. Las pinzas están diseñadas para imitar la función y estructura de la mano humana. Muchos robots están equipados con pinzas especializadas para agarrar dispositivos concretos, como una gradilla de tubos de ensayo o un soldador de arco.
Las articulaciones de un brazo robótico suelen moverse mediante motores eléctricos. En la mayoría de los robots, la pinza se mueve de una posición a otra cambiando su orientación. Una computadora calcula los ángulos de articulación necesarios para llevar la pinza a la posición deseada, un proceso conocido como cinemática inversa. Los controladores y los ordenadores asociados también deben procesar los datos recogidos por cámaras que localizan los objetos que se van a agarrar o las informaciones de censores situados en las pinzas que regulan la fuerza de agarre.
Cualquier robot diseñado para moverse en un entorno no estructurado o desconocido necesita múltiples censores y controles (por ejemplo, censores ultrasónicos o infrarrojos) para evitar los obstáculos. Los robots como los vehículos planetarios de la NASA necesitan una gran cantidad de censores y unas computadoras de a bordo muy potentes para procesar la compleja información que les permite moverse. Eso es particularmente cierto para robots diseñados para trabajar en estrecha proximidad de seres humanos, como robots que ayuden a personas discapacitadas o sirvan comidas en un hospital. La seguridad debe ser esencial en el diseño de robots para el servicio humano.
Clases:
ü Robots Manipuladores: Son brazos robóticos que están fijos en un lugar de trabajo y se usan generalmente para ensamblar piezas, aunque también hay brazos usados para ayudar en hospitales o incluso brazos que pintan lienzos con resultados muy originales.
ü Robots Móviles: Se desplazan por el medio usando ruedas, piernas u otros. Hay 3 variantes: ULV (Vehículo Terrestre sin Tripulación, en inglés), son robots que permiten un desplazamiento autónomo por autopistas. UAV (Vehículo Aéreo sin Tripulación, en Inglés), son robots que permiten operaciones de fumigación autónoma, así como de vigilancia o militares. AUV (Vehículo Submarino sin Tripulación), son robots que permiten exploraciones marinas autónomas o incluso paseos planetarios.
ü Robots Humanoides: Son un tipo de Robots que se asemejan al torso humano. Esta clase usa sus efectores mejor que los otros tipos, pero son mucho mas complejas que los otros robots.
Aplicaciones:
ü Industria y Agricultura: Los Robots han sido usados en entornos peligrosos para el hombre y en muchas ocasiones son más rentables que trabajadores humanos. En la Agricultura, los Robots, están siendo usados para sustituir las grandes máquinas usadas para excavar, cosechar, etc. Por ahora son prototipos, pero pronto remplazarán a los humanos en estas tareas.
ü Transporte: Los robots han servido mucho aquí: Desde helicópteros autónomos hasta sillas de ruedas automáticas, e incluso portadores de carga que superan a humanos especializados. Incluso algunos ayudan transportando cosas en los hospitales, como el Robot Helpmate.
ü Entornos Peligrosos: Los Robots ayudaron en la limpieza de lugares de accidentes nucleares como Chernobyl, Three Mile Island. Incluso estuvieron en la búsqueda y limpieza durante el colapso del World Trade Center, ingresando a entornos muy peligrosos, además hay otros que desactivan bombas o limpian campos minados.
ü Exploración: Los Robots han explorado lugares inaccesibles para la gente, como Marte y los Volcanes. Incluso existen los Drones, vehículos aéreos autónomos usados para fines militares.
ü Salud: Los Robots son usados para ayudar en operaciones de alto riesgo, también sirven de ayuda a los ancianos como andadores robóticos o juguetes que recuerdan cuando tomar la medicación.
ü Servicios Personales: Algunos robots pueden prestar servicio en el hogar, como aspirar el hogar, cortar el césped e incluso remplazar los quioscos por quioscos robóticos.
ü Entretenimiento: Los robots han empezado a conquistar la industria de los juguetes, por ejemplo el robot-perro Sony AIBO; está siendo usado para estudios de I.A en todo el mundo, siendo a la vez un juguete. En 1995 se inició el torneo de fútbol de robots autónomos Robocup, cuyo objetivo es lograr que robots autónomos ganen un partido de fútbol. Esto está provocando una investigación más eficiente de la I.A, como a su vez darle algo de animación al campo.
ü Aumento Humano: Se han creado máquinas que puede transportar gente, además se investiga como aumentar la fuerza de las personas usando partes robóticas. Hay además proyectos de Robots que se asemejan al ser humano, aunque en forma muy superficial. Estos Robot están en venta por algunas compañías en Japón.
- Problemas de Percepción: Visión y Habla, reconocimiento de voz, obtención de fallos por medio de la visión, diagnósticos médicos, etc.
- Aprendizaje: Modelización de conductas para su implante en computadoras.
Tecnologías del futuro
Las máquinas automatizadas ayudarán cada vez más a los humanos en la fabricación de nuevos productos, el mantenimiento de las infraestructuras y el cuidado de hogares y empresas. Los robots podrán fabricar nuevas autopistas, construir estructuras de acero para edificios, limpiar conducciones subterráneas o cortar el césped. Ya existen prototipos que realizan todas esas tareas.
Una tendencia importante es el desarrollo de sistemas microelectromecánicos, cuyo tamaño va desde centímetros hasta milímetros. Estos robots minúsculos podrían emplearse para avanzar por vasos sanguíneos con el fin de suministrar medicamentos o eliminar bloqueos arteriales. También podrían trabajar en el interior de grandes máquinas para diagnosticar con antelación posibles problemas mecánicos.
Puede que los cambios más espectaculares en los robots del futuro provengan de su capacidad de razonamiento cada vez mayor. El campo de la inteligencia artificial está pasando rápidamente de los laboratorios universitarios a la aplicación práctica en la industria, y se están desarrollando máquinas capaces de realizar tareas cognitivas como la planificación estratégica o el aprendizaje por experiencia. El diagnóstico de fallos en aviones o satélites, el mando en un campo de batalla o el control de grandes fábricas correrán cada vez más a cargo de ordenadores inteligentes.
Referencias
Ø Escobano, F., Cazorla, M., Alfonso, M., Colomina, O., Lozano, M. Inteligencia Artificial: Modelos, Técnicas y Áreas de Aplicación. Madrid: Thomson Editores.
Ø Nilson, N. Inteligencia Artificial. Una Nueva Síntesis. Madrid: McGraw Hill Interamericana S.A
Ø Norving, P. y Rusell, S. Inteligencia Artificial. Un Enfoque Moderno. Madrid: Pearson Education.
Ø Riley, G. Sistemas Expertos. Principios y Programación. México D.F: Thomson Editores.
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