Niccolo Martelli nos habló de la "Energía Solar y su relación con la Robótica".
Estas charlas motivacionales se enmarcan en el proyecto "Explorando el mundo de la Energía Solar" que estamos desarrollando en el Colegio Alemán de Viña durante este segundo semestre de 2010 junto a otros apoderados del curso.
8. Energía Solar y Robótica
• 1921; Csekrobotnik (s)
Karel Čapek
R.U.R. (Rossum's Universal Robots)
• latlaboři (s) = labor, trabajo
• Csekrobota (s) = trabajo duro o labor
• robótica
Isaac Asimov
9. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• “la lata” que nos dan ciertas tareas rutinarias
o desagradables
10. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• el riesgo involucrado en ciertas operaciones
(manipulación de explosivos, trabajos en
altura, operaciones en ambientes peligrosos)
11. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la posibilidad que “otro “ haga muchas de
nuestras tareas “a la manera“ nuestra
– anybots
• Monty
• manosantropomorfas
– puederealizaryaprendermovimientos de un humano
usando un guanteelectrónico
• Dexter
– caminabalanceándosedinámicamente
• QB
– robot de telepresencia
– http://www.anybots.com
12. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la posibilidad que “otro “ haga muchas de
nuestras tareas “mejor“ que nosotros
13. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la posibilidad que “otro “ haga muchas de
nuestras tareas “mejor“ que nosotros
14. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la posibilidad que “otro “ haga muchas de
nuestras tareas “mejor“ que nosotros
15. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la posibilidad que “otro “ haga muchas de
nuestras tareas “mejor“ que nosotros
16. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la posibilidad que “otro “ haga muchas de
nuestras tareas “mejor“ que nosotros
17. Energía Solar y Robótica
¿porqué queremos crear robots?
• la inherente curiosidad
e inquietud creativa del H
18. Energía Solar y Robótica
la energía solar
• sin sol
no hay vida en el planeta:
calor,
metabolismo,
fotosíntesis
19. Energía Solar y Robótica
sus carácterísticas
(en el planeta Tierra)
• sujeta a:
periodicidad diaria
20. Energía Solar y Robótica
sus carácterísticas
(en el planeta Tierra)
• variable con la latitud
21. Energía Solar y Robótica
sus carácterísticas
(en el planeta Tierra)
• variable con la latitud
22. Energía Solar y Robótica
sus características
(en el planeta Tierra)
• estacionalidad
23. Energía Solar y Robótica
sus características
(en el planeta Tierra)
• condiciones climáticas (azar)
24. Energía Solar y Robótica
sus características
(en el planeta Tierra)
• directamente proporcional
con la superficie de exposición
al Sol
25. Energía Solar y Robótica
sus características
(en el planeta Tierra)
• esquema funcional
(“factor de planta”)
26. Energía Solar y Robótica
¿cómo lograr un suministro
estable o constante?
• no podemos “parar”
el giro del planeta
• esto plantea la necesidad
de acumular y graduar
su disponibilidad
27. Energía Solar y Robótica
acumulación de la energía solar/
conversión de la energía
• térmica
– natural
(atmósfera, grandes masas de agua)
– artificial
(estanques aislados del medio ambiente, medios densos)
• eléctrica
– baterías
– condensadores
• gravitacional
– represas
28. Energía Solar y Robótica
baterías
• capacidad de acumulación y peso
• mejoras sustantivas tendientes
acurva de rendimientos
decrecientes
29. Energía Solar y Robótica
potencia y peso
• bulldozer eléctrico
• vehículos eléctricos
• ¿vehículos solares?
30. Energía Solar y Robótica
autonomía
• la posibilidad de independizarse
de las fuentes energéticas
31. Energía Solar y Robótica
tanto los vehículos
como los robots
están limitados por su peso
• desafío de diseño:
¿cómo los hacemos más livianos?
• ¿cómo utilizamos la energía solar
en una robótica
de nivel “más alto”?
– menos consumo energético
– mayor sofisticación
32. Energía Solar y Robótica
Francisco Varela
• estudió la biología celular
proponiendo a partir de ella una
vertiente diferente para el
desarrollo de la IA
– autómatas celulares
– entes vivos que aprenden
de su historia
38. Energía Solar y Robótica
Exploración espacial
• sistemas complejos,
misiones complejas,
años de planificación,
increíbles
costos,
grandes
riesgos
39. Energía Solar y Robótica
Exploración espacial
una propuesta alternativa
• experiencia con robots móviles
(articulados y con ruedas)
• misiones más rápidas,
económicas,
usando gran cantidad de robots
simples y autónomos
producidos en serie,
con pesos entre 1 y 2 kg
(¡o menos!)
40. Energía Solar y Robótica
Genghis
• robot móvil, autónomo, de 6 patas
• < 1 kilógramo
• capaz de desplazarse
sobre terreno abrupto
• sin equipamiento de comunicación
de control desde tierra
• posibilidad de fabricación en serie,
a bajo costo
41. Energía Solar y Robótica
enghis
¿cómo se propulsa?
– energía solar
¿qué lo hace posible?
– diseño innovador
– inteligencia artificial
42. Energía Solar y Robótica
Genghis
• inteligencia basada en enfoque biológico
y neuronal
• esquema arquitectónico de subsumption
(subsupuestos)
– una forma de descomponer
comportamientos inteligentes complejos en
muchos comportamientos simples, los que a
su vez se organizan en capas superpuestas
– permite modularidad
– funciona en paralelo y por separado
(distribuido)
43. Energía Solar y Robótica
Genghis
• arquitectura de capas superpuestas
– protocolo computacional
paralelo/distribuido basado en especificar
una red de instrucciones que vinculan
– primer nivel de comportamientos básicos
• basados en la conexión de sensaciones y acción
(sensores y motores)
– tareas de más alto nivel superpuestas en
paralelo
• temporizadores que provocan cambios de
comportamiento
44. Energía Solar y Robótica
Genghis
• 12 motores, 12 sensores de fuerza,
6 sensores piro-eléctricos,
un inclinómetro y 2 antenas (bigotes)
• Comportamiento:
– capaz de moverse
en terreno abrupto y desconocido
– perseguir humanos
usando sus sensores piro-eléctricos
• Coordinado mediante un sistema
superpuesto de control distribuido
45. Energía Solar y Robótica
Exploración espacial
• Así,
al cabo de no muchos años,
podría ser posible
explorar el espacio
a no mucho costo
y aprender más
de nuestro origen
46. Energía Solar y Robótica
• Hasta vernos nuevamente
en un próximo planeta
Gracias
Notas do Editor
Energía Solar y Robóticapor Niccolo MartelliRobot1921; Csekrobotnik (s) Karel ČapekR.U.R. (Rossum's Universal Robots)latlaboři (s) = labor, trabajoCsekrobota (s) = trabajo duro o laborrobóticaIsaac Asimov¿porqué queremos crear robots?¿porqué queremos crear robots?el riesgo involucrado en ciertas operaciones(manipulación de explosivos, trabajos en altura, operaciones en ambientes peligrosos)¿porqué queremos crear robots?la posibilidad que “otro “ haga muchas de nuestras tareas “a la manera“ nuestraanybotsMontymanosantropomorfaspuederealizaryaprendermovimientos de un humanousando un guanteelectrónicoDextercaminabalanceándosedinámicamenteQBrobot de telepresenciahttp://www.anybots.com¿porqué queremos crear robots?la posibilidad que “otro “ haga muchas de nuestras tareas “mejor“ que nosotros¿porqué queremos crear robots?la posibilidad que “otro “ haga muchas de nuestras tareas “mejor“ que nosotros¿porqué queremos crear robots?la posibilidad que “otro “ haga muchas de nuestras tareas “mejor“ que nosotros¿porqué queremos crear robots?la posibilidad que “otro “ haga muchas de nuestras tareas “mejor“ que nosotros¿porqué queremos crear robots?la posibilidad que “otro “ haga muchas de nuestras tareas “mejor“ que nosotros¿porqué queremos crear robots?la inherente curiosidade inquietud creativa del Hla energía solarsin solno hay vida en el planeta:calor,metabolismo,fotosíntesissus carácterísticas(en el planeta Tierra)sujeta a:periodicidad diariasus carácterísticas(en el planeta Tierra)variable con la latitudsus carácterísticas(en el planeta Tierra)variable con la latitudsus carácterísticas(en el planeta Tierra)estacionalidadsus carácterísticas(en el planeta Tierra)condiciones climáticas (azar)sus carácterísticas(en el planeta Tierra)directamente proporcional con la superficie de exposición al Solsus carácterísticas(en el planeta Tierra)esquema funcional(“factor de planta”)¿cómo lograr un suministroestable o constante?no podemos “parar”el giro del planetaesto plantea la necesidad de acumular y graduar su disponibilidadacumulación de la energía solar/conversión de la energíatérmicanatural(atmósfera, grandes masas de agua)artificial(estanques aislados del medio ambiente, medios densos)eléctricabateríascondensadoresgravitacionalrepresasbateríascapacidad de acumulación y pesomejoras sustantivas tendientes a curva de rendimientos decrecientespotencia y pesobulldozer eléctricovehículos eléctricos¿vehículos solares?autonomíala posibilidad de independizarse de las fuentes energéticastanto los vehículoscomo los robots están limitados por su pesodesafío de diseño:¿cómo los hacemos más livianos?¿cómo utilizamos la energía solar en una robótica de nivel “más alto”?menos consumo energéticomayor sofisticaciónFrancisco Varelaestudió la biología celular proponiendo a partir de ella una vertiente diferente para el desarrollo de la IA:autómatas celularesentes vivos que aprendende su historiaLa energía solar es universalsalgamos de la esfera terrestreExploración espacialsistemas complejos,misiones complejas,años de planificación,increíblescostos,grandesriesgosExploración espacialuna propuesta alternativaexperiencia con robots móviles (articulados y con ruedas)misiones más rápidas,económicas,usando gran cantidad de robots simples y autónomosproducidos en serie,con pesos entre 1 y 2 kg(¡o menos!)Genghisrobot móvil, autónomo, de 6 patas< 1 kilógramocapaz de desplazarsesobre terreno abruptosin equipamiento de comunicación de control desde tierraposibilidad de fabricación en serie, a bajo costoGenghis¿cómo se propulsa?energía solar¿qué lo hace posible?diseño innovadorinteligencia artificialGenghisinteligencia basada en enfoque biológico y neuronalesquema arquitectónico de subsumption (subsupuestos)una forma de descomponer comportamientos inteligentes complejos en muchos comportamientos simples, los que a su vez se organizan en capas superpuestaspermite modularidadfunciona en paralelo y por separado (distribuido)Genghisarquitectura de capas superpuestasprotocolo computacional paralelo/distribuido basado en especificar una red de instrucciones que vinculanprimer nivel de comportamientos básicosbasados en la conexión de sensaciones y acción(sensores y motores)tareas de más alto nivel superpuestas en paralelotemporizadores que provocan cambios de comportamientoGenghis12 motores, 12 sensores de fuerza,6 sensores piro-eléctricos,un inclinómetro y 2 antenas (bigotes)Comportamiento:capaz de moverseen terreno abrupto y desconocidoperseguir humanosusando sus sensores piro-eléctricosCoordinado mediante un sistema superpuesto de control distribuido