La revista degana en valencià

Dels autòmats als robots i els cíborgs (I)

El desenvolupament tecnològic de la IA ha propiciat l’aparició de les màquines i autòmats intel·ligents que supleixen moltes tasques humanes i fins i tot corregeixen les limitacions físiques de moltes persones. Es tracta dels robots i els cíborgs. Dels primers, ja n’hem parlat com a protagonistes de diferents històries de ficció, però el cas és que els robots són des de fa temps objectes reals, màquines que operen sota un programari que els permet de realitzar moltes labors diferents que ja hem assenyalat com a avantatges de les aplicacions de la IA. Els cíborgs també han passat de ser objectes de ciència-ficció a organismes híbrids entre parts robòtiques i implants biològics amb una funció reparadora de lesions o limitacions vàries.

Els primers autòmats daten de fa milers d’anys enrere quan, mitjançant diversos mecanismes que funcionaven amb politges, sistemes hidràulics, vent o fins i tot vapor, eren capaços de moure’s i fins i tot de fer sonar música. Trobem com a exemples diverses invencions antigues com estàtues que es movien amb fins recreatius o religiosos i diversos mecanismes com una porta automàtica creada per Heró d’Alexandria, inventor també de l’eolípila, precursora de la màquina de vapor moderna. Ja en l’Edat Mitjana, trobem diversos autòmats famosos com el cavaller o el lleó mecànic, ambdós de Da Vinci i, més avant, fins i tot algun de programable com els de Pierre Jaquet-Droz, qui emprà el seu enginy com a recurs de màrqueting per a vendre més rellotges. Modernament són famosos els exhibits al Museu d’Autòmats del Parc d’Atraccions del Tibidabo a Barcelona, inaugurat el 1982, però amb algunes peces de 1880.

Uns altres elements robotitzats són els animatrònics usats en la indústria de l’espectacle. Tots hem vist amb astorament com el T. Rex i altres dinosaures semblaven tornar a la vida en les diferents seqüeles de la saga Jurassic Park. Efectivament, el cinema, la TV o el teatre i els parcs d’atraccions han emprat aquests mecanismes per reproduir els moviments de grans éssers vius i altres personatges de ficció.

La definició actual de robot correspondria a un sistema mecatrònic programable capaç de dur a terme tasques amb distint grau de versatilitat. Dins el camp de la robòtica hi ha diversos fronts que comprenen des de sistemes d’aplicació industrial que duen dècades millorant la productivitat de diverses empreses, com ara els braços robot de sis eixos, fins a sistemes hominoides i robots mòbils, com les plataformes automatitzades de transport en fàbriques i magatzems i els vehicles autònoms.

Però si ens referim a aplicacions de la robòtica que milloren les condicions de vida de les persones, cal esmentar una de les principals fites que consisteix en la construcció de mans robòtiques hominoides. És ben sabut que les mans constitueixen uns òrgans d’extrema complexitat pels ossos i músculs que les formen, igual com la gran varietat de moviments i accions que poden dur a terme. Imitar tot això en una màquina programable és tot un repte. Reproduir el moviment d’agafar un objecte amb uns dits mecànics ja és ben complicat, però només és un pas per aconseguir reproduir la resta d’habilitats humanes que s’haurien de combinar amb dispositius de visió avançada per a coordinar diverses accions. Normalment, els actuadors en aquest tipus d’aplicacions solen ser elèctrics, ja que els sistemes pneumàtics no tenen la precisió ni el control requerits. Però també existeixen dispositius pneumàtics tipus soft gripper (‘pinça suau’) sobretot per a usos industrials, pel fet que es requereix un circuit pneumàtic i un compressor d’aire que resulten prou aparatosos en volum i soroll.

Un repte major encara el constitueixen els exoesquelets. Es tracta d’estructures robotitzades, combinació de sensors, ordinadors i motors, que permeten mantenir la posició vertical per a treballar en tasques que requereixen un gran esforç físic o per ajudar a persones amb mobilitat reduïda. En el cas que funcionen com a vertaderes pròtesis hi ha l’inconvenient del creixement si s’ha d’aplicar a xiquets, cosa que requereix una adaptació constant a la persona que les utilitze.

Els robots que ajuden als processos industrials potser ens resulten més familiars, i tots hem sentit a parlar de com gran part d’una línia de muntatge, per exemple, dels cotxes, està controlada per robots programats que automàticament van fent les tasques repetitives que abans feien els operaris humans i faciliten la producció en massa. Però hi ha instal·lacions industrials més complexes que requereixen el treball en equip de robots i humans per a produir artefactes com les màquines que donen canvi, a la fàbrica Glory de la ciutat japonesa de Kazo, on el robot anomenat Pound, d’aspecte quasi hominoide fabricat per Kawada Robotics, s’encarrega d’una part de la tasca. Nombroses àrees industrials estan robotitzades des de fa anys. El sector nuclear compta amb braços robòtics teleoperats per a manipular materials radioactius perillosos. La carrera espacial també ha contribuït a l’auge de les aplicacions robòtiques, com els robots mòbils (rovers) de la NASA usats per a explorar planetes i aconseguir-ne dades. Pel que fa als drons, ja s’havien emprat durant la Segona Guerra Mundial com a dianes mòbils (firebees) en pràctiques de tir. Avui tots en coneixem nombroses aplicacions militars, comercials i recreatives (quadcòpters).

No obstant això, la contribució de la carrera espacial a l’auge de la IA ha tingut lloc en un camp que duu en moviment des d’abans de la fundació de la NASA i el gran bot que s’ha produït ha vingut de la mà d’avanços matemàtics en el tema de les xarxes neuronals i la computació de grans quantitats de dades. Pels volts de 2010 hi havia investigacions que tractaven de fer reconeixement d’imatges per IA i necessitaven que la gent pujara imatges d’animals i diversos objectes per a entrenar-les. És cert que la carrera espacial ha introduït tècniques i mètodes al camp, però potser d’una forma més localitzada i aplicada a l’exploració.

Agraïm a Sergio Sánchez, expert en robòtica per la UPV, els suggeriments realitzats.

Revista número 506. Octubre 2024.