1. Contenido
Definición de robótica ......................................................................................................................... 2
Antecedentes y evolución histórica de la robótica ............................................................................. 3
Definición de robot ............................................................................................................................. 6
Leyes de la robótica............................................................................................................................. 7
Clasificación de un robot ..................................................................................................................... 8
Según su arquitectura ................................................................................................................. 8

2. Unidad 1. Morfología de un robot
Definición de robótica
En el contexto actual, la noción de robótica atiende a una idea de estructura mecánica
universal capaz de adaptarse, como el hombre, a muy diversos tipos de acciones y en las
que concurran, en mayor o menor medida según los casos, las características de
movilidad, gobernabilidad, autonomía y polivalencia. La robótica, tomada en sentido
general abarca una amplia gama de dispositivos con muy diversas cualidades físicas y
funcionales asociada a la particular estructura mecánica de aquellos, a sus características
operativas y al campo de aplicación para el que se ha concebido.
Todos estos factores están íntimamente relacionados, de forma que la configuración y el
comportamiento de un robot condicionan su adecuación para un campo de aplicación
específico. La robótica se apoya en gran medida en los progresos de la microelectrónica y
la microinformática, así como en nuevas disciplinas como el reconocimiento de formas y la
inteligencia artificial; en este sentido la robótica cuenta con valiosos recursos a su alcance:
electrónica, servomecanismos, controladores, sensores y equipos de comunicación entre
otros. Las investigaciones actuales se orientan especialmente a la construcción de
máquinas capaces de trabajar en medios parcialmente desordenados y de responder con
eficacia ante situaciones no totalmente previstas o sea que el robot sea capaz de
relacionarse con el mundo que le rodea a través de sensores y de tomar decisiones en
tiempo real.
De aquí que se defina a la robótica como: la ciencia o rama de la tecnología, que estudia el
diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser
humano o que requieren del uso de inteligencia.
Con esta definición tan general, la palabra “robótica” cubre muchos conceptos diferentes,
pero todos giran en torno a la misma idea.
Robótica Industrial: Es la parte de la Ingeniería que se dedica a la construcción de
máquinas capaces de realizar tareas mecánicas y repetitivas de una manera muy eficiente
y con costes reducidos.
Robótica de Servicio: Es la parte de la Ingeniería que se centra en el diseño y construcción
de máquinas capaces de proporcionar servicios directamente a los miembros que forman
sociedad.
Robótica Inteligente: Son robots capaces de desarrollar tareas que, desarrolladas en un
ser humano, requieren el uso de su capacidad de razonamiento.
Robótica Humanoide: Es la parte de la ingeniería que se dedica al desarrollo de sistemas
robotizados para imitar determinadas peculiaridades del ser humano.

3. Robótica de Exploración: Es la parte de la Ingeniería del Software que se encarga de
desarrollar programas capaces de explorar documentos en busca de determinados
contenidos. Existen diversos servicios en Internet dedicados a esta parcela de la robótica.
Antecedentes y evolución histórica de la robótica
Desde la antigüedad, el hombre ha sentido fascinación por máquinas que imitan
movimientos, acciones, funciones o actos de los seres vivos. La realización de mecanismos
a través de dispositivos hidráulicos o mediante poleas, palancas, tornillos, engranajes,
levas y resortes ha sido constante desde tiempos antiguos, en incluso algunos fueron
descritos en la mitología clásica y oriental.
Dédalo construyó estatuas que se movían solas. Arquímedes, descubrió su famoso
principio e inventó la leva, resorte y el tornillo sin fin que lleva su propio nombre. Herón
de Alejandría, en su "Tratado de Pneumática", describe aves que vuelan, gorgorean y
beben. Algunos de estos dispositivos fueron ya conocidos por Ctesibio.
En la Alta Edad Media fueron los artesanos, sobre todo los del gremio de relojería, los que
construyeron autómatas de figuras humanas o de animales que tenían toda la semblanza
de moverse como si estuvieran vivos y capaces de generar sonidos.
El Renacimiento con la mejora del progreso tecnológico, derivado sobre todo en el campo
de la relojería, fueron muy importantes. Famosos son: el León animado y autómatas de
funcionamiento cíclico gobernado por tambores de púas construidos por Leonardo da
Vinci.
En el siglo XVIII, el francés Jacques de Vaucanson construyó una serie de celebres
autómatas como músicos de tamaño humano o el pato expuesto en París en 1738.
Esencialmente se trataba de robots mecánicos diseñados para un propósito específico: la
diversión, principalmente de la corte o, eventualmente, motivo de atracción de las ferias.
En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer
dibujos. Una serie de levas se utilizaban como “el programa” para el dispositivo en el
proceso de escribir y dibujar. Estas creaciones mecánicas de forma humana deben
considerarse como inversiones aisladas que reflejan el genio de hombres que se
anticiparon a su época. Hubo otras invenciones mecánicas durante la revolución
industrial, creadas por mentes de igual genio, muchas de las cuales estaban dirigidas al
sector de la producción textil. Entre ellas se puede citar la hiladora giratoria de Hargreaves
(1770), la hiladora mecánica de Crompton (1779), el telar mecánico de Cartwright (1785),
el telar de Jacquard (1801), y otros.

4. Algunos de los primeros robots empleaban mecanismos de realimentación para corregir
errores, mecanismos que siguen empleándose actualmente. Un ejemplo de control por
realimentación es un bebedero que emplea un flotador para determinar el nivel del agua.
Cuando el agua cae por debajo de un nivel determinado, el flotador baja, abre una válvula
y deja entrar más agua en el bebedero. Al subir el agua, el flotador también sube, y al
llegar a cierta altura se cierra la válvula y se corta el paso del agua.
El primer auténtico controlador realimentado fue el regulador de Watt, inventado en 1788
por el ingeniero británico James Watt. Este dispositivo constaba de dos bolas metálicas
unidas al eje motor de una máquina de vapor y conectadas con una válvula que regulaba
el flujo de vapor. A medida que aumentaba la velocidad de la máquina de vapor, las bolas
se alejaban del eje debido a la fuerza centrífuga, con lo que cerraban la válvula. Esto hacía
que disminuyera el flujo de vapor a la máquina y por tanto la velocidad.
El control por realimentación, el desarrollo de herramientas especializadas y la división del
trabajo en tareas más pequeñas que pudieran realizar obreros o máquinas fueron
ingredientes esenciales en la automatización de las fábricas en el siglo XVIII. A medida que
mejoraba la tecnología se desarrollaron máquinas especializadas para tareas como poner
tapones a las botellas o verter caucho líquido en moldes para neumáticos. Sin embargo,
ninguna de estas máquinas tenía la versatilidad del brazo humano, y no podían alcanzar
objetos alejados y colocarlos en la posición deseada.
El desarrollo del brazo artificial multiarticulado, o manipulador, llevó al moderno robot. El
inventor estadounidense George Devol desarrolló en 1954 un brazo primitivo que se podía
programar para realizar tareas específicas. En 1975, el ingeniero mecánico
estadounidense VictorScheinman, cuando estudiaba la carrera en la Universidad de
Stanford, en California, desarrolló un manipulador polivalente realmente flexible conocido
como Brazo Manipulador Universal Programable (PUMA, siglas en inglés). El PUMA era
capaz de mover un objeto y colocarlo en cualquier orientación en un lugar deseado que
estuviera a su alcance. El concepto básico multiarticulado del PUMA es la base de la
mayoría de los robots actuales.
FECHA DESARROLLO
SigloXV A mediados del siglo J. de Vaucanson construyó varias muñecas mecánicas de
III. tamaño humano que ejecutaban piezas de música
1801 J. Jaquard invento su telar, que era una máquina programable para la urdimbre
1805 H. Maillardet construyó una muñeca mecánica capaz de hacer dibujos.
1946 El inventor americano G.C Devol desarrolló un dispositivo controlador que podía
registrar señales eléctricas por medio magnéticos y reproducirlas para accionar un
máquina mecánica. La patente estadounidense se emitió en 1952.
1951 Trabajo de desarrollo con teleoperadores (manipuladores de control remoto) para
manejar materiales radiactivos. Patente de Estados Unidos emitidas para Goertz
(1954) y Bergsland (1958).
1952 Una máquina prototipo de control numérico fue objetivo de demostración en el

5. Instituto Tecnológico de Massachusetts después de varios años de desarrollo. Un
lenguaje de programación de piezas denominado APT
(AutomaticallyProgrammedTooling) se desarrolló posteriormente y se publicó en
1961.
1954 El inventor británico C. W. Kenward solicitó su patente para diseño de robot.
Patente británica emitida en 1957.
1954 G.C. Devol desarrolla diseños para Transferencia de artículos programada. Patente
emitida en Estados Unidos para el diseño en 1961.
1959 Se introdujo el primer robot comercial por PlanetCorporation. Estaba controlado
por interruptores de fin de carrera.
1960 Se introdujo el primer robot ‘Unimate’’, basada en la transferencia de
articulaciones programada de Devol. Utilizan los principios de control numérico
para el control de manipulador y era un robot de transmisión hidráulica.
1961 Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina
de fundición de troquel.
1966 Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por
pulverización.
1968 Un robot móvil llamado ‘Shakey’’ se desarrollo en SRI (standfordResearchInstitute),
estaba provisto de una diversidad de sensores así como una cámara de visión y
sensores táctiles y podía desplazarse por el suelo.
1971 El ‘StandfordArm’’, un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se
desarrolló en la StandfordUniversity.
1973 Se desarrolló en SRI el primer lenguaje de programación de robots del tipo de
computadora para la investigación con la denominación WAVE. Fue seguido por el
lenguaje AL en 1974. Los dos lenguajes se desarrollaron posteriormente en el
lenguaje VAL comercial para Unimation por Víctor Scheinman y Bruce Simano.
1974 ASEA introdujo el robot Irb6 de accionamiento completamente eléctrico.
1974 Kawasaki, bajo licencia de Unimation, instaló un robot para soldadura por arco para
estructuras de motocicletas.
1974 Cincinnati Milacron introdujo el robot T3 con control por computadora.
1975 El robot ‘Sigma’’ de Olivetti se utilizó en operaciones de montaje, una de las
primitivas aplicaciones de la robótica al montaje.
1976 Un dispositivo de Remopte Center Compliance (RCC) para la inserción de piezas en
la línea de montaje se desarrolló en los laboratorios Charles StarkDraperLabs en
estados Unidos.
1978 El robot T3 de Cincinnati Milacron se adaptó y programó para realizar operaciones
de taladro y circulación de materiales en componentes de aviones, bajo el
patrocinio de Air Force ICAM (IntegratedComputer- AidedManufacturing).
1978 Se introdujo el robot PUMA (Programmable Universal Machine forAssambly) para
tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio
de la General Motors.
1979 Desarrollo del robot tipo SCARA (SelectiveComplianceArmforRoboticAssambly) en
la Universidad de Yamanashi en Japón para montaje. Varios robots SCARA
comerciales se introdujeron hacia 1981.

6. 1980 Un sistema robótico de captación de recipientes fue objeto de demostración en la
Universidad de Rhode Island. Con el empleo de visión de máquina el sistema era
capaz de captar piezas en orientaciones aleatorias y posiciones fuera de un
recipiente.
1981 Se desarrolló en la Universidad de Carnegie- Mellon un robot de impulsión directa.
Utilizaba motores eléctricos situados en las articulaciones del manipula dor sin las
transmisiones mecánicas habituales empleadas en la mayoría de los robots.
1982 IBM introdujo el robot RS-1 para montaje, basado en varios años de desarrollo
interno. Se trata de un robot de estructura de caja que utiliza un brazo constituido
por tres dispositivos de deslizamiento ortogonales. El lenguaje del robot AML,
desarrollado por IBM, se introdujo también para programar el robot SR-1.
1983 Informe emitido por la investigación en Westinghouse Corp. bajo el patrocinio de
NationalScienceFoundation sobre un sistema de montaje programable adaptable
(APAS), un proyecto piloto para una línea de montaje automatizada flexible con el
empleo de robots.
1984 Robots 8. La operación típica de estos sistemas permitía que se desarrollaran
programas de robots utilizando gráficos interactivos en una computadora personal
y luego se cargaban en el robot.
Definición de robot
Pero ¿Qué es un robot? He aquí unas cuantas definiciones:
a) Robot, 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.
b) Según el Robot Institute of America: “un manipulador multifuncional y
reprogramable, diseñado para mover materiales piezas, herramientas o
dispositivos especiales, mediante movimientos programables y variables que
permitan llevar a cabo diversas tareas”. Para realizar cualquier tarea útil el robot
debe interactuar con el entorno, el cual puede incluir dispositivos de alimentación,
otros robots y, lo más importante, gente. Consideramos que la robótica abarca no
solamente el estudio del robot en sí, sino también las interfaces entre él y sus
alrededores.
c) Según el Oxford English dictionary: “un aparato mecánico que se parece y hace el
trabajo de un ser humano”.
d) Ingenio electrónico que puede ejecutar automáticamente operaciones o
movimientos muy variados, y capaz de llevar a cabo todos los trabajos
normalmente ejecutados por el nombre.
Características de un robot

7. El robot surge con el empleo de ordenadores para controlar los movimientos del mismo.
Las principales características de un robot son: movilidad, gobernabilidad, autonomía y
polivalencia.
Movilidad: muy fuertemente asociada a su morfología indica la capacidad de
movimiento y las características de su comportamiento dinámico. Puede referirse
al conjunto del robot o limitarse al ámbito de cualquier subsistema estructural del
robot (cuerpo, brazos o elementos terminales).Puede ser de dos tipos: traslacional,
cuando el robot se mueve de un sitio para otro, y articulada o rotacional, cuando
gira su cuerpo y brazos.
Gobernabilidad: capacidad para ser controlado y mandado desde el exterior.
Depende del programa a través del cual se le comunican las instrucciones, bien sea
directamente en el robot, o por medio de un ordenador exterior.
Autonomía: facultad de autogobierno. Depende de los captadores o sensores que
lleve incorporados para que pueda conocer su entorno y así posicionarse
correctamente.
Polivalencia: capacidad para ejecutar con eficacia tareas más o menos diferentes.
Depende de la capacidad de adecuación del robot para realizar tareas diferentes.
El término genérico de “robot” fue acuñado por el escritor novelista y dramaturgo checo
KarelKapekque lo utilizó por primera vez en una novela corta titulada "Opilec" y tres años
más tarde, en una comedia llamada “R.U.R.:Rossums’s Universal Robots” en la que la
narración se refiere a un brillante científico llamado Rossum y su hijo, quienes desarrollan
una sustancia química que es similar al protoplasma. Utilizan ésta sustancia para fabricar
robots, y sus planes consisten en que los robots sirvan a la clase humana de forma
obediente para realizar todos los trabajos físicos. Rossum sigue realizando mejoras en el
diseño de los robots, elimina órganos y otros elementos innecesarios, y finalmente
desarrolla un ser “perfecto”. El argumento experimenta un giro desagradable cuando los
robots perfectos comienzan a no cumplir con su papel de servidores y se rebelan contra
sus dueños, destruyendo toda la vida humana.
Con la aparición del concepto 'robot' a principios de siglo XX, se dio el pistoletazo de salida
para el desarrollo de sistemas cada vez más autónomos.
Leyes de la robótica
Entre los escritores de ciencia ficción, Isaac Asimov contribuyó con varias narraciones
relativas a robots, comenzó en 1939, a él se atribuye el acuñamiento del término
Robótica. La imagen de robot que aparece en su obra es el de una máquina bien diseñada
y con una seguridad garantizada que actúa de acuerdo con tres principios.
Estos principios fueron denominados por Asimov las Tres Leyes de la Robótica, y son:

8. 1. Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un
ser humano sufra daños.
2. Un robot debe de obedecer las órdenes dadas por los seres humanos, salvo que
estén en conflictos con la primera ley.
3. Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con
las dos primeras leyes.
Clasificación de un robot
Un robot puede tener muchas clasificaciones pero la más general se refiere a la movilidad
que presenta; tomando esta característica los robots se pueden clasificar de la siguiente
manera:
N° de grados
Manipulador
de libertad
Ruedas
Robot
Terrestre Patas
Móvil Acúatico Orugas
Aéreo
Figura 1 Clasificación general de robots
Existen otrasforma de clasificar los robots, tomando como característica principal la
arquitectura, de acuerdo a esta, los robots se pueden clasificar como sigue:
Según su arquitectura
La arquitectura, es definida por el tipo de configuración general del Robot. Los dispositivos
y mecanismos que pueden agruparse bajo la denominación genérica del Robot, tal como

9. 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 están 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 cinemática 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.
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.

10. Ahora bien, nuestro caso de estudio, los robots manipuladores, se pueden clasificar de
acuerdo al modo de movimientos que se generan:
1. Manual: Cuando el operario controla directamente la tarea del manipulador.
2. De secuencia fija: cuando se repite, de forma invariable, el proceso de trabajo
preparado previamente.
3. De secuencia variable: Se pueden alterar algunas características de los ciclos de trabajo.
También se pueden clasificar de acuerdo al nivel de autonomía que ellos presentan, la que
a continuación se presenta es la clasificación más común, englobando en generaciones:
1° Generación: Repite la tarea programada secuencialmente. No toma en cuenta las
posibles alteraciones de su entorno.
2° Generación:Adquiere información limitada de su entorno y actúa en consecuencia.
Puede localizar, clasificar y detectar esfuerzos y adaptar sus movimientos en
consecuencia.
3° Generación:Su programación se realiza mediante el empleo de un lenguaje natural.
Posee la capacidad para planificación automática de sus tareas.