1. INTELIGENCIA ARTIFICIAL

La inteligencia artificial es la parte de la informática que desarrolla programas y autómatas inteligentes enfocadas a la automatización de actividades que realizan los seres humanos tales como aprender, percibir, razonar y tomar decisiones y todo ello mediante la ayuda del ordenador.

Estos sistemas de inteligencia han sido desarrollados en el ámbito de la industria e incluyen programas que:

1. Resuelven problemas en disciplinas como química, biología, geología, ingeniería y medicina que habitualmente precisan de expertos humanos con diferentes niveles de especialización.

2. Incluyen dispositivos que manipulan robots para resolver algunas tareas usuales, repetitivas y relacionadas con motores que reaccionan ante el estímulo de sensores.

Existen distintas áreas de investigación en inteligencia artificial tales como investigaciones en el reconocimiento del lenguaje, sistemas de visión y resolución de problemas.

1.1. Técnicas de inteligencia artificial

A pesar de la importancia de las aplicaciones informáticas convencionales en la empresa, en la medida en que necesitamos incorporar conocimiento a un sistema informático utilizamos las herramientas procedentes de la Inteligencia Artificial.

Son muchas las ramas que surgen del tronco común de la Inteligencia Artificial, tales como los sistemas expertos, vida artificial, algoritmos genéticos, computación molecular o redes neuronales.

De entre todas las aplicaciones de la Inteligencia Artificial, actualmente el que tiene mayor interés para las aplicaciones en la empresa lo constituye los sistemas expertos.

1.2. Los sistemas expertos

Los sistemas expertos son la rama más conocida de la inteligencia artificial.  Parten de la premisa de que los expertos humanos utilizan gran cantidad de conocimientos específicos de un campo que deben ser incorporados en el sistema experto.

La forma deductiva en que representan el conocimiento, habitualmente mediante símbolos y reglas, es apropiada cuando es posible extraer un conjunto de reglas y normas. En la Contabilidad existen subdominios en los que es fácil o al menos posible extraer una serie de reglas y otros en los que es menos factible.

Los Sistemas expertos suponen la incorporación dentro de un sistema de ordenador de un componente basado en el conocimiento, correspondiente a una habilidad experta, de tal forma que el sistema pueda ofrecer asesoramiento inteligente o tomar una decisión inteligente sobre una función del proceso. Una característica adicional deseable, que muchos consideran fundamental, es la capacidad del sistema, si se le solicita, de justificar su propia línea de razonamiento de un modo directamente inteligible para el interrogador. El estilo adoptado para alcanzar estas características es la programación basada en reglas.

Los componentes principales de los Sistemas Expertos son la base de conocimientos y un programa de inferencia. El conocimiento se representa mediante el uso de símbolos, y así se crea una base de conocimiento. Una vez creada la base de conocimiento, se debe diseñar un método para utilizarla, que es el programa de inferencia. El programa de inferencia manipula la información simbólica almacenada en la base de conocimiento mediante un proceso de búsqueda.

2. ROBÓTICA.

La robótica es una ciencia que es aplicada en cualquier tarea diaria que realiza el hombre; su aplicación en el campo de la industria, en donde se han desarrollado robots para facilitar algunas tareas que para el hombre son difíciles de realizar por su complejidad de cálculo ó porque necesitan mucha fuerza para poder realizarla ó que necesiten la precisión que puede ofrecer una máquina con sus cálculos precisos.

 2.1. Antecedentes

La primera máquina electromecánica se inventó alrededor del año 1886 y después los campos de la computación y la robótica se han ido desarrollando de manera impresionante hasta nuestros días en los que se  puede fabricar robots complejos capaces de llevar a cabo tareas complejas, pesadas ó de mucha concentración para el hombre.

El campo de la robótica ha sido estudiado por mucho científicos dedicados de tiempo completo, con el fin de llegar a desarrollar las máquinas más eficientes que sean capaces de cumplir con todos los requerimientos de la empresa que lo requiera. Para poder llegar a desarrollar un robot, es necesario tener conocimientos de electrónica y mecánica, puesto que un robot requiere de dispositivos electrónicos y mecánicos para que funcione como tal.

El uso de robots industriales junto con los sistemas de diseño asistidos por computadora (CAD), y los sistemas de fabricación asistidos por computadora (CAM), son una tendencia en la automatización de los procesos de fabricación y luego se aplican en el robot. Estas tecnologías conducen a la automatización industrial a otra transición, de alcances aún desconocidos.

En la actualidad el uso de los robots industriales está concentrado en operaciones muy simples tales como las máquinas de inspección, transferencia de materiales, pintado automotriz, y soldadura siendo económicamente viables para ser robotizadas y cada vez están apareciendo robots industriales que permiten realizar tareas más sofisticadas como el ensamblado de materiales.

2.2. Automatización y robótica

La automatización y la robótica son dos tecnologías estrechamente relacionadas.

En un contexto industrial se puede definir la automatización como una tecnología que está relacionada con el empleo de sistemas mecánicos-eléctricos basados en computadoras para la operación y control de la producción. En consecuencia la robótica es una forma de automatización industrial.

Hay tres clases muy amplias de automatización industrial : automatización fija, automatización programable, y automatización flexible.

La automatización fija se utiliza cuando el volumen de producción es muy alto, y por tanto se puede justificar económicamente el alto costo del diseño de equipo especializado para procesar el producto, con un rendimiento alto y tasas de producción elevadas. Además de esto, otro inconveniente de la automatización fija es su ciclo de vida que va de acuerdo a la vigencia del producto en el mercado.

La automatización programable se emplea cuando el volumen de producción es relativamente bajo y hay una diversidad de producción a obtener. En este caso el equipo de producción es diseñado para adaptarse a la variaciones de configuración del producto; ésta adaptación se realiza por medio de un programa (Software).

Por su parte la automatización flexible es más adecuada para un rango de producción medio. Estos sistemas flexibles poseen características de la automatización fija y de la automatización programada.

Los sistemas flexibles suelen estar constituidos por una serie de estaciones de trabajo interconectadas entre si por sistemas de almacenamiento y manipulación de materiales, controlados en su conjunto por una computadora.

De los tres tipos de automatización, la robótica coincide más estrechamente con la automatización programable.

2.3. Tecnologías en la robótica

El control numérico y la telequerica son dos tecnologías importantes en el desarrollo de la robótica.

El control numérico (NC) se desarrolló para máquinas herramienta a finales de los años 40 y principios de los 50´s. Como su nombre lo indica, el control numérico implica el control de acciones de un máquina-herramienta por medio de números. Está basado en el trabajo original de Jhon Parsons, que concibió el empleo de tarjetas perforadas, que contienen datos de posiciones, para controlar los ejes de una máquina-herramienta.

El campo de la telequerica abarca la utilización de un manipulador remoto controlado por un ser humano.

A veces denominado teleoperador, el operador remoto es un dispositivo mecánico que traduce los movimientos del operador humano en movimientos correspondientes en una posición remota. A Goertz se le acredita el desarrollo de la telequerica. En 1948 construyó un mecanismo manipulador bilateral maestro-esclavo en el Argonne National Laboratory. El empleo más frecuente de los teleoperadores se encuentra en la manipulación de sustancias radiactivas, o peligrosas para el ser humano.

La combinación del control numérico y la telequerica es la base que constituye al robot modelo. Hay dos individuos que merecen el reconocimiento de la confluencia de éstas dos tecnologías y el personal que podía ofrecer en las aplicaciones industriales.

2.4. El robot industrial

Un robot industrial es un máquina programable de uso general que tiene algunas características antropomórficas o humanoides. Las características humanoides más típicas de los robots actuales es la de sus brazos móviles, los que se desplazarán por medio de secuencias de movimientos que son programados para la ejecución de tareas de utilidad.

La definición oficial de un robot industrial se proporciona por la Robotics Industries Association (RIA), anteriormente el Robotics Institute of América.

 "Un robot industrial es un manipulador multifuncional reprogramable diseñado para desplazar materiales , piezas, herramientas o dispositivos especiales, mediante movimientos variables programados para la ejecución de una diversidad de tareas".

2.5. Aplicaciones de la robótica

Los robots son utilizados en una diversidad de aplicaciones, desde robots soldadores en la industria automotriz, hasta brazos teleoperados en el transbordador espacial.

Además de las aplicaciones de manipulación de piezas, existe una gran clase de aplicaciones en las cuales el robot realmente efectúa trabajos sobre piezas. Este trabajo casi siempre necesita que el efector final del robot sea una herramienta en lugar de una pinza.

Los robots están encontrando un gran número de aplicaciones en los laboratorios. con efectividad tareas repetitivas como la colocación de tubos de pruebas dentro de los instrumentos de medición. Estas aplicaciones incluyen la medición del pH, viscosidad, y el porcentaje de sólidos en polímeros, preparación de plasma humano para muestras para ser examinadas, calor, flujo, peso y disolución de muestras para presentaciones espectromáticas.

La tecnología robótica se encuentra en la industria nuclear con el desarrollo de teleoperadores para manejar material radiactivo y para soldar a control remoto y la inspección de tuberías en áreas de alta radiación.

La exploración espacial constituye otro ejemplo del uso de robots, donde el medio ambiente es hostil para el ser humano, así como el empleo de los teleoperadores aplicados en los transbordadores espaciales.

En la actualidad la robótica se utiliza en vehículos submarinos para la inspección y mantenimiento de tuberías que conducen petróleo, gas o aceite en las plataformas oceánicas; en el tendido e inspección del cableado para comunicaciones, para investigaciones geológicas y geofísicas en el suelo marino.

3. SISTEMAS DE TIEMPO REAL

Los sistemas de tiempo real producen una respuesta correcta en un tiempo límite definido. Si el computador excediera ese tiempo límite se produciría una degradación del sistema y/o malos resultados

Un programa en tiempo real es un programa en el cual las correctas operaciones dependen de los resultados lógicos computacionales y del tiempo que se tarda en producir estos resultados.

Un sistema de tiempo real se debe distinguir de otros en donde el tiempo de

respuesta es importante pero no crítico. Un sistema de tiempo real depende no sólo de los resultados de la computación sino también del tiempo que tarda en producirse dichos resultados.

Un ejemplo de sistema de tiempo real es el empleo de un robot que necesita tomar una pieza de una banda sinfín. Si el Robot llega tarde, la pieza ya no estará donde debía recogerla. Por lo tanto el trabajo se llevó acabo incorrectamente, aunque el robot haya llegado al lugar adecuado. Si el robot llega antes de que la pieza llegue, la pieza aun no estará ahí y el robot puede bloquear su paso.

En algunas ocasiones podemos ver referencias sobre sistemas de tiempo real cuando solo se quiere decir que el sistema es rápido.

Si el funcionamiento incorrecto del sistema puede llevar a la perdida de vidas o catástrofes similares entonces el sistema de tiempo real es nombrado como sistema de tiempo real de misión crítica.

3.1. Aplicaciones de los sistemas de tiempo real

En el campo de aplicación de los sistemas de tiempo real se distinguen tres tipos de aplicaciones:

· Control de procesos industriales. La primera aplicación del computador en control de procesos industriales se realizó en la década de los 60. En la actualidad es normal el uso de microprocesadores para este tipo de aplicaciones. El objetivo es conseguir que una determinada variable siga una evolución prefijada. Dicha variable puede ser: temperatura, presión, caudal, nivel dentro de un depósito, velocidad o posición de un motor, etc. La misión del computador es generar las señales que permiten conseguir el objetivo, a partir de la medida de la variable a controlar, del valor especificado para ésta y de un determinado algoritmo de control.

· Fabricación. El empleo del computador en la fabricación ha sido esencial en los últimos años para reducir el costo de la producción y aumentar la productividad. El computador tiene integrado el diseño del producto a fabricar. Éste se encarga de coordinar las tareas a realizar por los distintos componentes del sistema como son, las máquinas herramientas, las cintas transportadoras, etc.

· Comunicación, comando y control. Aunque el término comunicación, comando y

control nace del campo militar hay un gran número de aplicaciones que tienen similares características; por ejemplo la reserva de billetes, la monitorización de pacientes en centros médicos, el control del tráfico aéreo y los informes bancarios remotos. Todos estos sistemas contienen un complejo juego de módulos de vigilancia, dispositivos que recogen información y procedimientos que permiten tomar decisiones.

 Por lo general, en este tipo de aplicaciones, el computador es un componente dentro de un sistema de ingeniería de mayor alcance. Debido a esto, tales aplicaciones se conocen como sistemas empotrados (embedded systems).

3.2. Clasificación de los sistemas de tiempo real

Una característica común en los sistemas de tiempo real es que el computador se encuentra conectado en un entorno dentro del cual está trabajando para un gran número de dispositivos de los que recibe y a los que da una amplia variedad de estímulos. Las entradas y salidas y las señales de comunicación tienen una característica común. Éstas están conectadas a dispositivos que comunican el computador con procesos externos a él. Todos estos procesos externos operan en su propia escala de tiempo y es el computador quien se encarga de producir las salidas, de tal forma, que el instante de tiempo en que se producen, esté de acuerdo con las escalas de tiempos de los procesos externos.

Atendiendo a la forma de sincronizar los procesos externos con las acciones internas realizadas por el computador, los sistemas de tiempo real se pueden clasificar en:

· Sistemas basados en reloj. La sincronización se define en términos de paso de tiempo.

· Sistemas basados en sensores. La sincronización se define en términos de sucesos, por ejemplo el cierre de un interruptor.

· Sistemas interactivos. La relación entre las acciones del computador y la evolución del sistema se define de forma más amplia que en los casos anteriores.

Computador Comunicación