Por parte de Universidad Nacional Autónoma de México

Del Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur

Hecho por Zuleica Miller del Grupo 571

Para el Profesor Luis Enrique Rodríguez

De la Materia Cibernética

Para el día 18 de Octubre del 2012

Bienvenidos

¡Bienvenidos! En este blog observaremos todo sobre el mundo de la cibernética, biónica y robótica.
Generalizando veremos su definición, historia, aplicaciones, entre otros...
¡Disfrútenlo!

Introducción

Este blog trata acerca de la definición y la historia de la cibernética y cómo es que Norbert Wiener en 1940 modificó el significado al reconocer a la cibernética como el estudio de la comunicación y el control con máquinas y animales. Y también cómo es que desde Wiener  hasta Karl Wolfgang Deutsch se evoluciona todo este ámbito cibernético.
Posteriormente al tema de cibernética, nos encontramos con las dos ramas principales de ella, como son: robótica y biónica. 
Describimos la definición e historia de la robótica, podemos destacar que actualmente los Japoneses son los número 1 en la fabricación de estos y hasta ahora el robot más avanzado a sido el Actroid der 2.
Luego, la definición e historia de la biónica, que por cierto suele mencionarse que la biónica no tiene un inicio definido.
Para terminar se exponen las principales aplicaciones de éstas.

Índice

Entrada:

1. Introducción
2. ¿Qué es la cibernética?
3. Historia de la Cibernética
4. Ramas de la Cibernética
5. Campos de aplicación
6. Conclusión

¿Qué es la cibernética?


Cibernética se le puede considerar como una ciencia interdisciplinaria que trata de los sistemas de comunicación y control en los organismos vivos, las máquinas y las organizaciones. O como objetivos tiene: “el control y comunicación en el animal y en la máquina” o “desarrollar un lenguaje y técnicas que nos permitirán abordar el problema del control y la comunicación en general”

La palabra, que proviene del griego kyberneees ('timonel' o 'gobernador'), fue aplicado por primera vez en 1948 por el matemático Norbert Wiener a la teoría de los mecanismos de control.


Bibliografía:
http://lacibernetica.blogspot.mx/2007/05/la-ciberntica.html
http://html.rincondelvago.com/cibernetica.html

Historia de la Cibernética


La palabra “cibernética” viene del griego kybernetes (piloto, timonel).En el siglo XIX el término cibernética fue utilizado por Ampere al referirse al “arte de gobernar los pueblos”, sin embargo en 1940 Norbert Weiner 
Norbert Weiner
modificó el significado al reconocer a la cibernética como el estudio de la comunicación y el control con máquinas y animales. 
La cibernética como ciencia material nació con los trabajos de Norbert Weiner, en vísperas de la Segunda Guerra Mundial sus investigaciones acerca de robots automáticos que pudieran favorecer y ofrecer ventaja, sentaron las bases de una nueva ciencia. 
Luego de terminar la Segunda Guerra Mundial se comenzó a trabajar en la teoría de los mensajes. Además de la parte electrotécnica de su transmisión, existe un campo muy amplio que incluye, no solo el estudio del lenguaje, sino además el estudio de los mensajes como medio de manejar aparatos o grupos humanos, el desarrollo de las maquinas de calcular y otros autómatas similares, algunas reflexiones sobre la psicología y el sistema nervioso y una tentativa de enunciar una nueva hipótesis del método científico. Esta teoría mas amplia de los mensajes es probabilística y porte intrínseca de aquella corriente que debe su origen a Willard Gibas. 
Con las bases obtenidas se dio lugar a la Cibernética, que es Ciencia que estudia los sistemas de control y comunicación en las máquinas, de forma que reaccionen como un ser humano ante determinados estímulos.


Aportaciones de quienes intervinieron en la creación y evolución de la cibernética. 

Norbert Wiener (1894-1964). De acuerdo a su gran inteligencia es uno de los creadores de la cibernética al sentar las bases de esta cuando intentaba la creación de robots automáticos. 

Warren Sturgis McCulloch (1898-1969). Sus planteamientos reconstruyeron la actividad cerebral y sirvieron para abrir todo un espacio de hipótesis acerca de la creación de máquinas inteligentes.

Heinz von Foerster (1911-2002). Propuso un nuevo enfoque, propio de los sistemas complejos, que define como la 'cibernética de segundo orden' y es la base teórica del constructivismo radical.

Gregory Bateson (1904-1980).La comunicación redobla su valor como instrumento de comprensión e intervención sobre la realidad en sus múltiples proyecciones. Mente y cuerpo tienen su paralelismo en el software y en el hardware, de modo que muchos de los procesos, pero también las patologías, pueden ser interpretados a partir del estado del cuerpo y de la información que circula a través las extensiones corporales 

Karl Wolfgang Deutsch (1912-1992). Los flujos de información, su procesamiento y almacenado adquiere un papel relevante en el análisis prospectivo de Deutsch, que entiende abre una oportunidad para el mejor gobierno de las sociedades y para la toma de decisiones basada en la gestión del conocimiento. Con el apoyo de Harold Lasswell, entre otros, desarrolló un modelo matemático computerizado de indicadores políticos y sociales del mundo amparado por el Political Data Program de la Universidad de Yale. 




Bibliografía:


Ramas de la Cibernética

Robótica

¿Qué es?
Android der 2

La Robótica se ocupa de todo lo concerniente a los robots, el diseño, fabricación y utilización de estas máquinas automáticas programadas con el fin de realizar tareas repetitivas como mover materiales, piezas, herramientas o dispositivos especiales.
Un robot puede funcionar con energía hidráulica, eléctrica o neumática. Los que utiliza la industria son casi todos de la primera generación de robots y su funcionamiento está totalmente limitado a la programación, sin poder realizar ningún tipo de decisión propia.
Actualmente los Japoneses son los número 1 en la fabricación de estos y hasta ahora el robot mśs avanzado a sido el Actroid der 2, esta increíble maquina tienen una apariencia a la de un ser humano y puede responder a estímulos, también hacer movimientos y gestos como las de un ser humano.



Historia de la Robótica


Por siglos, el ser humano ha construido máquinas que imitan partes del cuerpo humano. Los antiguos egipcios unieron brazos mecánicos a las estatuas de sus dioses; los griegos construyeron estatuas que operaban con sistemas hidráulicos, los cuales eran utilizados para fascinar a los adoradores de los templos.
El inicio de la robótica actual puede fijarse en la industria textil del siglo XVIII, cuando Joseph Jacquard inventa en 1801 una máquina textil programable mediante tarjetas perforadas. Luego, la Revolución Industrial impulsó el desarrollo de estos agentes mecánicos. Además de esto, durante los siglos XVII y XVIII en Europa fueron construidos muñecos mecánicos muy ingeniosos que tenían algunas características de robots. Jacques de Vauncansos construyó varios músicos de tamaño humano a mediados del siglo XVIII. En 1805, Henri Maillardert construyó una muñeca mecánica que era capaz de hacer dibujos.
La palabra robot se utilizó por primera vez en 1920 en una obra llamada "Los Robots Universales de Rossum", escrita por el dramaturgo checo Karel Capek. Su trama trataba sobre un hombre que fabricó un robot y luego este último mata al hombre. La palabra checa 'Robota' significa servidumbre o trabajado forzado, y cuando se tradujo al inglés se convirtió en el término robot.
Luego, Isaac Asimov comenzó en 1939 a contribuir con varias relaciones referidas a robots y a él se le atribuye el acuñamiento del término Robótica y con el surgen las denomidas "Tres Leyes de Robótica" que son las siguientes:


  • Un robot no puede actuar contra un ser humano o, mediante la inacción, que un ser humano sufra daños.
  • Un robot debe de obedecer las ordenes dadas por los seres humanos, salvo que estén en conflictos con la primera ley.
  • Un robot debe proteger su propia existencia, a no ser que esté en conflicto con las dos primeras leyes.

Son varios los factores que intervienen para que se desarrollaran los primeros robots en la década de los 50's. La investigación en inteligencia artificial desarrolló maneras de emular el procesamiento de información humana con computadoras electrónicas e inventó una variedad de mecanismos para probar sus teorías. Las primeras patentes aparecieron en 1946 con los muy primitivos robots para traslado de maquinaria de Devol. También en ese año aparecen las primeras computadoras. En 1954, Devol diseña el primer robot programable.
En 1960 se introdujo el primer robot "Unimate'', basada en la transferencia de artículos.
En 1961 Un robot Unimate se instaló en la Ford Motors Company para atender una máquina de fundición de troquel.
En 1966 Trallfa, una firma noruega, construyó e instaló un robot de pintura por pulverización.
En 1971 El "Standford Arm'', un pequeño brazo de robot de accionamiento eléctrico, se desarrolló en la Standford University.
En 1978 Se introdujo el robot PUMA para tareas de montaje por Unimation, basándose en diseños obtenidos en un estudio de la General Motors.
Actualmente, el concepto de robótica ha evolucionado hacia los sistemas móviles autónomos, que son aquellos que son capaces de desenvolverse por sí mismos en entornos desconocidos y parcialmente cambiantes sin necesidad de supervisión.
En los setenta, la NASA inició un programa de cooperación con el Jet Propulsión Laboratory para desarrollar plataformas capaces de explorar terrenos hostiles.
En la actualidad, la robótica se debate entre modelos sumamente ambiciosos, como es el caso del IT, diseñado para expresar emociones, el COG, también conocido como el robot de cuatro sentidos, el famoso SOUJOURNER o el LUNAR ROVER, vehículo de turismo con control remotos, y otros mucho mas específicos como el CYPHER, un helicóptero robot de uso militar, el guardia de trafico japonés ANZEN TARO o los robots mascotas de Sony.
En general la historia de la robótica la podemos clasificar en cinco generaciones: las dos primeras, ya alcanzadas en los ochenta, incluían la gestión de tareas repetitivas con autonomía muy limitada. La tercera generación incluiría visión artificial, en lo cual se ha avanzado mucho en los ochenta y noventas. La cuarta incluye movilidad avanzada en exteriores e interiores y la quinta entraría en el dominio de la inteligencia artificial en lo cual se esta trabajando actualmente.




Biónica

¿Qué es?
Brazo Biónico

Etimológicamente la palabra Biónica viene del griego Bio; que es viday nica Técnica o Electrónica. Es una rama de la cibernética que estudia la biología con el fin de obtener conocimientos útiles paraidear proyectos y realizar aparatos y sistemas electrónicos.Se podría decir, entonces, que la biónica trata de simular el comportamiento de los seres vivos haciéndolos mejores en casi todas las ramas por medio de instrumentos mecánicos.


Historia de la Biónica


La Biónica ha existido sin nombrarla así, desde el principio de la historia del ser humano, con la creación de herramientas o de artefactos que ayudan al ser humano a desempeñarse mejor en su ambiente. 
Leonardo Da Vinci

Tenemos que uno de los grandes creadores de todos los tiempos, el primer investigador biónico seguramente sea Leonardo Da Vinci que aplicó sus estudios de la naturaleza a prácticamente todos sus diseños, se inspiró en diversos mecanismos naturales para llevar acabo sus símiles artificiales, como los rudimentos de un primer aeroplano, que tiene mucha similitud con las alas de un murciélago, y del cual existe un boceto, además de algunos escritos donde detalla sus observaciones de aves y algunos otros animales voladores. Otro ejemplo, la adaptación de sistemas biológicos a sistemas de ingeniería y diseño (peces en barcos y submarinos, pájaros en aviones, etc.). El arquitecto inglés del siglo XIX Sir Joseph Paxton que para diseñar la cubierta del Crystal Palace en Hide Park se basó en un nenúfar sudamericano, cuyas delicadas hojas de hasta 2 metros de diámetro podían soportar 90 kg de peso gracias a un sistema de nervaduras que poseía el reverso de las hojas. Por último, las características de los sistemas biológicos son su miniaturización, su sensibilidad, su alto grado de flexibilidad, su capacidad para adaptarse a entornos variables, y su alto grado de fiabilidad, hace que la vida se ha mucho más fácil.
Close-up de Velcro
Diseño de Leonardo Da Vinci

 Existen muchísimos inventos modernos que están inspirados en modelos biológicos, tenemos el caso del Radar que se inspira en la ecolocalización que tienen los murciélagos para no chocar en la oscuridad, o el velcro (las cintas que usamos para sujetar la ropa o los zapatos) el cual está basado en aquellas plantas que se adhieren a la ropa por medio de ganchillos, o el traje de cuerpo completo de los nadadores de competencia, el cual disminuye la fricción con el agua aumentando la velocidad y que es muy parecido a la piel que cubre a los delfines. También tenemos una gran cantidad de ejemplos desarrollados por distintas Universidades que están inspirados en serpientes, arañas, cucarachas, peces e incluso en humanos. 

Las investigaciones de historia natural, hasta las que no parecen ser más que pura y vana curiosidad, pueden tener utilidades muy reales que serían más que cosas útiles, si antes de condenarlas se tuviera la paciencia de esperar que el tiempo enseñe el uso que se les puede dar. 

Se plantea sin embargo como fecha de inicio el año 1960 cuando es definida por Steele Jack E. (1960) como:
    “ El estudio de los sistemas, estructuras de animales vivos y plantas, y la aplicación de esos principios a dispositivos, máquinas, así como sistemas artificiales para el beneficio de los humanos” 

En cambio Gerrardin (1968) nos indica que 
         “La biónica es la ciencia de los sistemas que tienen un funcionamiento copiado del de los sistemas naturales, o que presentan las características especificas de los sistemas naturales o hasta que son análogos a ellos”.



Bibliografía:
http://www.monografias.com/trabajos6/larobo/larobo.shtml
https://www.google.com.mx/search?hl=es&client=ubuntu&hs=Q0D&channel=cs&q=robotica&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.r_cp.r_qf.&bpcl=35466521&biw=959&bih=514&um=1&ie=UTF-8&tbm=isch&source=og&sa=N&tab=wi&ei=cGaHUJfaO7DoiAK1vYHQAg
http://es.wikibooks.org/wiki/Rob%C3%B3tica
http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_bi%C3%B3nica
http://es.wikipedia.org/wiki/Biónica
http://www.youtube.com/watch?v=8vmgRAYtYs0

Campos de aplicación

Gracias a la ingeniería biónica es posible que el hombre tenga capacidades que naturalmente no posee como la visión nocturna, el vuelo, la localización acústica, las cuales tienen muchas aplicaciones hoy día. También puede reemplazar órganos que ya no le funcionen. A continuación se listan algunos campos de aplicación:

  • Diseño
Mercedes Benz-diseño biónico
Las formas de la naturaleza tienen un diseño especifico para una función especifíca las características de animales ágiles se pueden aplicar por ejemplo a la industria automotriz o el estudio de la morfología de los cuerpos tiene aplicaciones de diseño de mejores cualidades ergonómicas. 


  • Industria
Diseño de equipo inteligente de medición de variables para usos industriales como temperatura, color, acidez, intensidad de luz etc.


  • Medicina
La ingeniería biónica en este campo puede aportar mucho a corto plazo, la comprensión de los sistemas biológicos es de importancia para poder suplir órganos con homólogos electromecánicos que igualen o incluso mejoren la funcionalidad del órgano original.


ojo biónico


  • Ecología y recursos energéticos

Las plantas y el modo en que transforman la energía solar es altamente eficiente y puede constituir una solución tanto al problema de obtención de recursos energéticos como para reducir la contaminación ambiental.



Por otra parte, la aplicación de la robótica se divide generalmente en dos sencillas secciones:


  • Industria
         En la actualidad los robots son muy utilizados en la industria, siendo un elemento indispensable en la mayoría de los procesos de manufactura.
Robot en una industria
         El robot industrial debido a su naturaleza multifuncional puede llevar a cabo un sin número de tareas, para lo cual es necesario estar dispuesto a a admitir cambios en el desarrollo del proceso primitivo como modificaciones en el diseño de piezas, sustitución de sistemas etc, que faciliten y hagan posible la introducción del robot.
            

  • Robots de Servicio
Existen sectores en los cuales no es preciso conseguir una elevada productividad, en donde las tareas que se realizan no son repetitivas y no existe un conocimiento detallado del entorno. En éstos no existe la posibilidad de sistematizar y clasificar las posibles aplicaciones, ya que éstas responden a soluciones aisladas a problemas concretos.
Robot de Servicio
Este tipo de robots son llamados robots de servicio.
Estas características obligan a que los robots de servicio cuenten con un mayor grado de inteligencia, el cual se traduce en empleo de sensores y del software adecuado para la toma rápida de decisiones. Dado que en muchas ocasiones el estado actual de la inteligencia artificial no está lo suficientemente desarrollado como para resolver las situaciones planteadas a los robots de servicio, es común que éstos cuenten con un mando remoto, siendo generalmente robots teleoperador.




Bibliografía:
materia-semestre6.googlecode.com/files/bionica.doc


Conclusión

Como podemos notar, estas 3 ciencias interdisciplinarias como son: la cibernética, la robótica y la biónica tienen como objetivos: el control y comunicación en el animal y en la máquina y/o desarrollar un lenguaje y técnicas que nos permitirán abordar el problema del control y la comunicación en general.


La Robótica mayoritariamente se enfoca, como su nombre lo dice a todo lo concerniente a los robots, el diseño, fabricación y utilización de estas máquinas automáticas programadas con el fin de realizar tareas repetitivas y en la Biónica se ve diferenciado el objetivo ya que se trata de simular el comportamiento de los seres vivos haciéndolos mejores en casi todas las ramas por medio de instrumentos mecánicos.  Notablemente se distinguen por su función o aplicación en el mundo real.

Ambos tienen común como campo de aplicación a la industria y el diseño; la medicina,la ecología y los recursos energéticos para la biónica; y los robots de servicio entre otros para la robótica.