0_Antecedentes_Tipos_Aplicaciones

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Fundamentos de Robótica: 2020-1
- Tema 0 -
Antecedentes, Tipos y 
Aplicaciones de los Robots 
Prof. Oscar E. Ramos, Ph.D.
- Semana 1 -
2
Temas
1. Antecedentes de la Robótica
2. “Definición” de Robot
3. Tipos de Robots
4. Aplicaciones de la Robótica
3
• Leyendas Chinas
• Mitología Griega• Leyendas Judías
Hephaestus
Antecedentes Remotos
: Yanshi (un artesano) presentó una creación que lucía y 
se movía como humano
: Golem, un 
ser artificial antropomórfico que 
poseía vida (Loew, un Rabino, le 
otorgó la “vida”)
: Hephaestus
(dios del fuego, metalurgia, herreros, 
escultores, etc) construyó 
sirvientes de oro que ayudaban a 
personas
“Creación” de Golem
[Imágenes de Wikipedia]
4
• 322 A.C. Aristóteles: “Si cada herramienta, al recibir 
una orden, pudiese realizar el trabajo que le conviene 
… no habría necesidad de aprendices o esclavos”
• 200 A.C. Ctesibus de Alejandría: diseña relojes de 
agua con figuras movibles 
• 1738: Jacques de Vaucanson: construyó un pato 
mecánico y un tocador de flauta (“anatomía movible”)
Antecedentes Remotos
5
• Karel Čapek (1920): 
Obra de teatro R.U.R. “Robots Universales de Rossum” 
(“Rossumovi Univerzální Roboti”)
Escena de la obra de Čapek. “Robot” de Čapek.
Robota (en checo) = trabajo forzado 
Más detalles del argumento en: https://en.wikipedia.org/wiki/R.U.R. 
Resumen:
Los humanos crean robots, luego los robots acaban con los humanos. 
Origen del término “Robot”
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• Isaac Asimov (1920-1992)
- Usó la palabra “robótica” (en obras de ciencia ficción)
- Algunas obras : Yo Robot (1950), Robots e Imperio 
(1985)
Escribió las llamadas “leyes de la robótica” (en ciencia 
ficción):
1. Un robot no hará daño a un ser humano ni, por inacción, 
permitirá que un ser humano sufra daño.
2. Un robot debe obedecer las órdenes dadas por los seres 
humanos, excepto si estas órdenes entrasen en conflicto 
con la 1ª Ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia en la 
medida en que esta protección no entre en conflicto con 
la 1ª o la 2ª Ley.
Primer uso del término “robótica”
7
Historia de Robots Industriales (South Australia Documentary)
https://youtu.be/HVLbtrlL5_E
(Breve) Historia de la Robótica
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• Primer robot industrial:
- Desarrollado por George C. Devol y 
Joseph Engelberger.
- Se conocieron en 1956 en un cocktel
conversando sobre las “filosofías” de 
Asimov.
- Fundaron la compañía “Unimation” 
- Crearon el primer robot industrial: 
“Unimate”
• Joseph Engelberger (1925-2015)
- Considerado: “padre de la robótica”
http://www.robotics.org/joseph-engelberger/about.cfm
http://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/george-devol-a-life-devoted-to-invention-and-robots
(Breve) Historia de la Robótica
9
• Primer robot industrial: Unimate (1962) 
https://youtu.be/hxsWeVtb-JQ
(Breve) Historia de la Robótica
10
• Primer robot móvil “inteligente”: Shakey (1966-1967)
https://youtu.be/qXdn6ynwpiI
(Breve) Historia de la Robótica
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• Fines de los 70s:
- Se desarrollan 2 robots “populares”
- 1978: Unimation desarrolla el robot PUMA (Programmable Universal Machine for
Assembly)
- 1979: Sankyo Seiki, PENTEL y NEC desarrollan SCARA (Selective Compliant
Articulated Robot Assembly)
Robot SCARARobot PUMA
(Breve) Historia de la Robótica
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• Alrededor de los 80s:
- Rápido crecimiento de la industria robótica
- Se incrementa el desempeño: control por realimentación + rediseño
- Varias universidades introducen la robótica (enseñanza e investigación)
(Breve) Historia de la Robótica
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Robots a 50 year journey (IEEE ICRA 2000)
Editado por Oussama Khatib: https://youtu.be/p_RfxPaGfl4
(Breve) Historia de la Robótica
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Robots – The journey continues
(Multimedia Extension, Springer Handbook of Robotics, 2016)
Editado por B. Siciliano, O Khatib, T. Kröger: https://vimeo.com/173394878
(Breve) Historia de la Robótica
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¿Qué sucederá después?
Gates, Bill. "A robot in every home." Scientific American 296.1 (2007): 58-65.
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Temas
1. Antecedentes de la Robótica
2. “Definición” de Robot
3. Tipos de Robots
4. Aplicaciones de la Robótica
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¿Qué es un robot?
18
¿Qué es un robot?
Robot Institute of America (RIA), 19791:
Japanese Industrial Robot Association (JIRA)2:
Un robot es un manipulador reprogramable y multifuncional diseñado 
para mover material, partes, herramientas o dispositivos especializados 
a través de movimientos programados variables para el desarrollo de 
una variedad de tareas.
Un robot es un dispositivo con grados de libertad que puede ser 
controlado.
1 https://www.robotics.org/
2 http://www.jara.jp/e
19
¿Qué es un robot?
International Federation of Robotics (IFR): ISO 8373:2012
Un robot es un mecanismo actuado programable en dos o más ejes con 
un grado de autonomía, que se mueve en su entorno para realizar tareas 
previstas. 
• Nota 1: Un robot incluye el sistema de control y la interface con el 
sistema de control.
• Nota 2: La clasificación de robot en robot industrial o robot de servicio 
se hace de acuerdo con la aplicación prevista. 
https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:8373:ed-2:v1:en
Autonomía: Habilidad para realizar tareas previstas con base en el estado 
actual y sensado, sin intervención humana.
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¿Qué es un robot?
Mecanismo
re-programable
Entorno
interactuar
acciones “inteligentes”
(usando información de sensores)
Variedad de tareas
Variedad de tareas
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¿Qué es un robot?
IA: Inteligencia Artificial
• De manera más “visionaria”:
Conexión inteligente 
entre percepción y 
acción
Donde la IA se 
encuentra con el mundo 
real.
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Temas
1. Antecedentes de la Robótica
2. “Definición” de Robot
3. Tipos de Robots
4. Aplicaciones de la Robótica
23
• Pueden ser: 
a. Robots Industriales
b. Robots Colaborativos (“cobots”)
Tipos de Robots
Manipuladores
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• También llamados: (robots) manipuladores, brazos robóticos
Tipos de Robots
Manipuladores
Robot colaborativo Sawyer: “Let’s Rethink Automation”Robot industrial en planta de ensamblaje de vehículos
Rethink Robotics
https://youtu.be/-kiq2onigm4
Mercedes A-Class Production Line
https://youtu.be/VreG1iC65Lc
25
RoboSimian
Robots de Boston Dynamics
@MIT Aibo
Robot de Festo
• Robots con Patas
Tipos de Robots
Robots Móviles Terrestres
26
https://youtu.be/_luhn7TLfWU
Robot Cheetah (MIT) Robot Spot (Boston Dynamics)
https://youtu.be/M8YjvHYbZ9w
Tipos de Robots
Robots Móviles Terrestres
27
Sojourner Rover
E-puck Roomba
Hospi (Panasonic) EVA (@UCLA)
@NREC
Robot Podador
Tipos de Robots
Robots Móviles Terrestres
• Robots con Ruedas
Turtlebot 3
28
https://youtu.be/4ErEBkj_3PY
Vijay Kumar Lab
Tipos de Robots
Robots Móviles Aéreos
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• También llamados: “Unmanned Aerial Vehicle” (UAV)
Tipos de Robots
Robots Móviles Aéreos
Crazyflie 2.0
Parrot AR. Drone Erle Hexacopter
DJI - Matrice 200
30
• También llamados: “Autonomous underwater vehicles” (AUV)
Mbari robot tiburón
Girona 500@Heriot Watt
Tipos de Robots
Robots Móviles Submarinos
31
Packbot
PR-2 Reem Armar Pepper
Justin
Tipos de Robots
Manipuladores Móviles
Spot miniMomaro
32
Tipos de Robots
Manipuladores Móviles
https://youtu.be/c3Cq0sy4TBs
PR-2 y una botella
https://youtu.be/fUyU3lKzoio
Spot Mini abriendo una puerta
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Asimo Hubo Romeo HRP-4C Toro Atlas
Schaft Kenshiro Valkyrie Sarcos Kobian
Tipos de Robots
Robots Humanoides
34
Tipos de Robots
Robots Humanoides
HRP-2 en LAAS-CNRS, Toulouse, France
https://youtu.be/pVSvtknTlE4
Atlas (Boston Dynamics )
https://youtu.be/fRj34o4hN4I
35
Ocean One Handle
Tipos de Robots
Humanoides Híbridos
https://youtu.be/p1HmgP9l4VY https://youtu.be/-7xvqQeoA8c
36
Harvard’s Robobee
MIT, TUMunich: Self-assembling origami robots
Tipos de Robots
Micro Robots
https://youtu.be/f0CluQiwLRg
SRI International: micro-manufacture
Technion: ViRob
https://youtu.be/uL6e3co4Qqc
https://youtu.be/hEZ7rHRifVc
Max Planck’s micro-scallop
https://youtu.be/eZ05z6ebKDQ
37
OctopusProject (FP7)
Wyss Institute, Artif. Muscles
Tipos de Robots
Robots Blandos (Soft Robots)
https://youtu.be/_tKI8BUHFLo
Harvard’s Whitesides Group
https://youtu.be/Xn-bG8_aazM
SoftRobotics, Inc. 
https://youtu.be/o8DoSvv4P3w
https://youtu.be/2DsbS9cMOAE
Columbia Univ. Soft materials
https://youtu.be/1J47difr3oo
https://youtu.be/enMlWpHxPDs
EPFL, Reconfig Robotics Lab
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XLR (UPenn)
Geminoide
(Ishiguro Lab, Osaka)
Robot Salamandra (EPFL)Robot Serpiente (CMU) Exoesqueletos
Silla con Patas
Mano
Tipos de Robots
Otros Tipos
Sophia
(Hanson Robotics)
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• Robots industriales
- Utilizado en aplicaciones de automatización industrial (manufactura, 
inspección, empacado, ensamblaje, etc.)
• Robots de servicio
- Realizan tareas para humanos o equipamiento excluyendo aplicaciones 
industriales de automatización
https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:8373:ed-2:v1:en
Personales Profesionales
Usado para tareas no comerciales por 
personas comunes
Usado para una tarea comercial por 
personal entrenado
- Robot sirviente doméstico
- Silla de ruedas automatizada
- Robot de asistencia personal
- Robot para ejercitar mascotas
- Etc.
- Robot para limpiar espacios públicos
- Robots de delivery
- Robots bomberos
- Robots de rehabilitación y cirugía
- Etc.
Tipos de Robots
Clasificación según la Aplicación
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Temas
1. Antecedentes de la Robótica
2. “Definición” de Robot
3. Tipos de Robots
4. Aplicaciones de la Robótica
41
• DARPA Robotics Challenge (DRC): 2012-2015
“… desarrollar capacidades robóticas para ejecutar tareas complejas en 
ambientes peligrosos y degradados pero diseñados para humanos”
https://www.darpa.mil/program/darpa-robotics-challenge
Originado 
a partir del 
desastre 
nuclear de 
Fukushima
Aplicaciones
¿Qué deberían poder hacer los robots?
42
• DARPA Robotics Challenge (DRC): 2012-2015
Aplicaciones
¿Qué deberían poder hacer los robots?
https://www.darpa.mil/program/darpa-robotics-challenge
43
• Tareas peligrosas para los humanos
• Tareas repetitivas, aburridas, estresantes, o intensas
• Movimiento con alta precisión (ejemplo: medicina)
• Tareas desagradables para los humanos (ejemplo: ¿limpieza?)
• Entretenimiento para humanos
• Etc…
Aplicaciones
¿Dónde podría usarse robots?
North Rhine-Westphalia State Office of 
Criminal Investigation
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• Ensamblaje
• Manejo de materiales
• Manipulación (“pick and place”)
• Soldadura de punto y arco continuo
• Cortado láser
• Pintado (capas de spray)
• Inspección
• Etc.
Aplicaciones
Robots Industriales
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• Soporte a clientes (ejemplo: museos)
• Limpieza
• Cuidado de la salud (ejemplo: en hospitales)
• Entretenimiento
• Logística y transporte (ejemplo: Amazon)
• Almacenes
• …
Aplicaciones
Robots de Servicio de Interiores
Roomba
http://www.robot-entertainment.com Robocup Kiva Robots (Amazon)
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Aplicaciones
Robots de Servicio de Exteriores
• Transporte: vehículos autónomos (ejemplo: Waymo)
• Militar: desminado, vigilancia, ataque
• Exploración: espacio, bosques, mar, volcanes
• Minería: excavación y exploración
• Delivery (ejemplo: Amazon)
• Agricultura
• Construcción, etc. 
Amazon Robotics
Google cars NASA’s Curiosity Autonomous Tractor (John Deere)
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https://youtu.be/VJ_3GJNz4fg
Robot Da Vinci realizando una operación a través de teleoperación
Aplicaciones
Robots de Servicio en Medicina
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Robot DaVinci
Prótesis robótica
(Johns Hopkins University)
Robot para THR (total 
hip replacement)
Aplicaciones
Robots de Servicio en Medicina
https://youtu.be/9NOncx2jU0Qhttps://youtu.be/fSU_R9mgeSg
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Aplicaciones
The World of KUKA Robotics
https://youtu.be/jDi3RxboDdg
• B. Siciliano and O. Khatib, eds. Springer Handbook of Robotics. 
Springer Science & Business media, 2016 (http://handbookofrobotics.org)
• B. Siciliano, L. Sciavicco, L. Villani and G. Oriolo. Robotics: 
Modelling, Planning and Control. Springer Science & Business 
Media, 2010 (Capítulo 1)
Referencias
50