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viernes, 8 de septiembre de 2023

Los robots y sus capacidades con Elena García Armada

'Los robots y sus capacidades' es un libro de más bien corta extensión, que forma parte de la extensa colección 'Qué sabemos de?' creada por el CSIC. Un libro que leí atraído a un tiempo por el interés que tengo en el tema y, por otra, por las ganas de leer a esta reconocida ingeniera y roboticista.

El libro, como todos los de la colección, tiene un carácter claramente divulgativo, sin entrar en aspectos demasiado técnicos o profundos.

El contenido se estructura en siete capítulos, como sigue:
  • 'CAPÍTULO 1 ¿Qué es un robot?:' Un capítulo breve en que busca el origen del término 'robot', explora alguna definición e identifica los tipos principales.

  • 'CAPÍTULO 2 Biografía:' Hace un recorrido histórico por el surgimiento y evolución de la robótica, con un poquito más de detenimiento en los robots industriales pero hablando también de otras formas robóticas: robots personales, robots médicos, robots de rehabilitación, robots asistenciales y robots de logística.

  • 'CAPÍTULO 3 Anatomía:' Un capítulo algo más ingenieril en que, partiendo y manteniendo un paralelismo con la anatomía humana, nos explica aspectos de la estructura física de los robots, como las articulaciones, las proporciones, las piernas y manos robóticas o los denominados planos anatómicos.

  • 'CAPÍTULO 4 El sistema neuromuscular:' Un poco en la línea del capítulo anterior, mantiene el estilo ingenieril pero también el paralelismo con el cuerpo humano para hablar del sistema neuromuscular que en los robots se va a traducir en motores y también en un sistema de sensores tanto propioceptivos (perciben información del propio robot) como exteroceptivo (perciben información del exterior). Aborda también brevemente el sistema de control y se detiene a hacer unas consideraciones finales sobre la manipulación diestra, algo con lo que los robots aún se encuentran con ciertas dificultades.

  • 'CAPÍTULO 5 Más allá del cuerpo:' Un capítulo algo heterogéneo que toca varios temas que van más allá de la estructura física del robot. Así, habla de la comunicación incluyendo, por ejemplo, el reconocimiento de voz, la interacción social, o la comunicación directa de máquinas con el sistema nervioso mediante BCI ('Brain-Computer Interface'). También hace consideraciones sobre inteligencia y robots inteligentes, así como sobre materiales también denominados inteligentes, que permiten fusionar la función sensora con la actuadora en un esquema más parecido al humano. De ahí salta a la robótica blanda, con unos robots deformables y constituidos por materiales no rígidos. Finaliza con unas consideraciones filosófico-éticas sobre transhumanismo.

  • 'CAPÍTULO 6 Robots fascinantes:' De una forma interesante, aunque quizá más anecdótica, este capítulo hace una panorámica de los aspectos más avanzados o sugerentes de la robótica. Habla de los famosos robots de Boston Dynamics, nos explica el exoesqueleto pediátrico ATLAS del que la autora es la creadora, de los conocidísimos robots sociales Nao y Pepper, los robots de almacén de Amazon, el robot quirúrgico DaVinci, el robot doméstico de Toyota e, incluso, el coche autónomo de Waymo.

  • 'CAPÍTULO 7 Inquietudes y miedos frecuentes:' Un capítulo final, en que la autora contesta a seis preguntas y debates, habituales, especialmente en medios no especializados y que muestran preocupaciones o miedos respecto a los robots: si los robots tienen emociones o si pueden ser más inteligentes que los humanos, o si nos quitarán el trabajo, por ejemplo.
'Los robots y sus capacidades' es un muy buen libro de divulgación científico-técnica. A pesar de su relativa brevedad es bastante abarcador y el enfoque divulgativo no le impide ser riguroso y abordar con orden y, sobre todo, criterio, los temas relevantes.

Recomendado. 

Elena García Armada


Elena García Armada
Elena García Armada (Valladolid, 1971) es una ingeniera industrial española fundadora y presidenta de Marsi Bionics, empresa de base tecnológica nacida como spin-off del CSIC, que ha desarrollado el primer (y de momento único) exoesqueleto del mundo para niños con patologías neuromusculares y parálisis cerebral. Es investigadora científica del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).

Su interés por la ciencia y la investigación no es casualidad. Elena, que es doctora de Ingeniería Industrial por la Universidad Politécnica de Madrid con la tesis, 'Optimización de la estabilidad y la velocidad de robots caminantes', e​s hija de una doctora en Física y un catedrático de Electromagnetismo y creador de la Escuela de Ingeniería de Telecomunicaciones en Santander. No obstante, es una gran apasionada del arte, incluso antes de decidirse por la rama de la ingeniería industrial, su inclinación hacia las Bellas Artes parecía que se iba a interponer en su camino.

En el año 2000, presenta uno de sus primeros proyectos: SILO 45, u​n robot de 30 kilogramos que permite una mayor autonomía por parte del robot, prescindiendo así de supervisión humana. Al adaptar las patas a posibles perturbaciones o alteraciones del terreno, logra un aumento de su equilibrio, fundamental para tareas de arrastre o transporte de cargas. SILO 4 se planteó para su uso en labores de reconocimiento y rescate en catástrofes y para labores de desminado.

En 2007 se incorpora a las escalas científicas del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) tras formarse en centros de prestigio como el Massachusetts Institute of Technology (MIT). Desde su incorporación, Elena G. Armada ha dirigido 22 proyectos de innovación tecnológica y transferencia de tecnología, entre los que destacan los proyectos para la transferencia de la tecnología al mercado y la generación de talento emprendedor. Los resultados de su investigación se citan en el Springer Handbook of Robotics (ed. 2008) y en diversas revistas científicas internacionales.

En 2009 conoce a Daniela, una niña de 9 años que queda tetrapléjica tras haber sufrido un grave accidente de tráfico. Su familia contacta con el CSIC para plantear la posibilidad de aplicar la robótica para ayudar a su hija y la Dra. García Armada se pone manos a la obra. Así, en 2012 presenta el primer -y por el momento único- exoesqueleto pediátrico. Esta invención logra cambiar el paradigma de la rehabilitación pediátrica, ya que, no sólo puede adaptarse al crecimiento del niño, sino también adaptarse a su condición muscular. Sus trabajos han dado lugar a 8 patentes, tres licenciadas y extendidas internacionalmente a EE. UU. y Europa y a más de cien publicaciones científicas en revistas y congresos.

Elena es vocal del Consejo Rector de la Agencia Estatal de Investigación (AEI), miembro del grupo de Trabajo de Innovación y Transferencia del Conocimiento del Ministerio de Ciencia e Innovación, miembro del Industrial Activities Board of the IEEE Robotics and Automation Society, y miembro del jurado de los Premios Princesa de Asturias de Investigación Científica y Técnica y de los Premios Nacionales de Investigación en su modalidad Juan de la Cierva de Transferencia Tecnológica.

Además de la investigación, García Armada también realiza una intensa labor divulgativa con su participación en charlas, conferencias e iniciativas para fomentar vocaciones STEM en las futuras generaciones. Su alto grado de compromiso con las futuras generaciones y su implicación por fomentar la presencia de mujeres en el ámbito de la ciencia y la investigación, le han hecho recibir diversos reconocimientos por parte de la comunidad educativa del país, como en 2021, cuando en Jerez de la Frontera (Cádiz) le fue impuesto su nombre a un instituto de Educación Secundaria o en 2022 o cuando el Ayuntamiento de Rueda (Valladolid) le propuso incluir su nombre dentro del proyecto comunitario del Paseo de la Mujer.

La Dra. García Armada ha sido reconocida como una de las 30 mujeres más influyentes del mundo en el ámbito de la robótica por Robohub, plataforma norteamericana dedicada a la divulgación científica. Además, Elena G. Armada es Comisaria en la preparación de la exposición Robots e Inteligencia Artificial del Museo Nacional de Ciencia y Tecnología.

Puedes conocer más de la autora visitando su perfil en LinkedIn.

    

viernes, 19 de junio de 2020

Exoesqueletos y rehabilitación con Cardona, Solanki y García Cena

'Exoskeleton Robots for Rehabilitation and Healthcare Devices' es un libro breve, poco más de 100 páginas, y coral, con variedad de autores aunque en portada lo firmen tres, que aborda la temática de los exoesqueletos aunque, eso sí, desde un perspectiva bastante acotada al campo de su uso en rehabilitación.

El libros se estructura en cinco capítulos, como sigue:
  • Robotics for Rehabilitation: A State of the Art: Un breve capítulo introductorio en que define el concepto de exoesqueleto y explora su uso tanto en el caso de extremidades superiores como inferiores.

  • Sensors and Motion Systems: Un capítulo, quizá algo disperso en sus contenidos. Su tema principal son los sensores de los cuales empieza hablando de una forma muy genérica y en ámbitos diferentes de la rehabilitación, para luego abordar ya, pero sin mucho detalle, su uso en temas médicos y asistenciales. Y finaliza con un tema diferente como son los tipos de ayudas y dispositivos usados como ayuda a la movilidad: andadores, sillas de ruedas normales y eléctricas y algunas soluciones más avanzadas y más cercanas al mundo de los exo esqueletos y reflejadas en productos comerciales como el KartBot o los Hoverboards.

  • Gait Capture Systems: Se describen una serie de sistemas para obtener información acerca de la marcha de una persona.

  • Technologies for Therapy and Assistance of Lower Limb Dissabilities: Sit to Stand and Walking: Un capítulo algo más extenso donde se describen soluciones para el caso de problemas en las extremidades inferiores. Se comentan algunas causas posibles de esos problemas, la biomecánica del acto de incorporarse desde la posición de sentado o de andar, algunas terapias tradicionales y, finalmente, la terapia con robots.

  • Adaptable Robotic Platform for Gait Rehabilitation and Assitance: Design Concepts and Applications: Describe las características de la plataforma creada por el proyecto AGoRA para la ayuda y rehabilitación de la marcha.
'Exoskeleton Robots for Rehabilitation and Healthcare Devices' tiene entre sus virtudes el ser de los pocos libros existentes sobre exoesqueletos (al menos a mi me ha costado encontrar literatura al respecto). A cambio echo en falta una descripción más amplia y abarcadora de la disciplina, y quizá una mayor profundidad en los aspectos técnicos tanto mecánicos cómo sobre todo, en materia de detección y tratamiento de señales y en el control y eventual inteligencia de este tipo de equipos.

Es un comienzo, pero me haría falta bastante más material.

Manuel Cardona

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de la biografía en su página oficial)

Manuel Cardona
Manuel Cardona posee un grado en Ingeniería Eléctrica por la Universidad de Sonsonate (USO), El Salvador, en 2004 y un Máster en Automatización y Robótica por la Universidad Politécnica de Madrid, España, en 2008.

Desde 2007 a 2008, y en 2011, fue Investigador Ayudante en el grupo de investigación en Robótica y Máquinas Inteligentes en la Universidad Politécnica de Madrid, España. Tiene un posgrado en Investigacion Científica y en Gestión del Innovación. Actualmente, es doctorando en automatización y robótica en la Universidad Politécnica de Madrid.

Desde 2014, ha sido profesor y director de los grupos de investigación en Robótica y Máquinas Inteligentes y en Visión Artificial, ambos en la Escuela de Ingeniería en la Universidad Don Bosco, El Salvador. Es autor de más de veinte artículos de revisión entre pares, ha editado dos libros con Springer y ha impartido más de 55 conferencias. Sus intereses en investigación incluyen robótica rehabilitadora, biomecánica, cinemática y dinámica de robots serie y paralelo, sistemas empotrados, visión artificial e inteligencia artificial y su aplicación en sistemas robóticos.

Es miembro senior del IEEE, pertenece a la Robotics and Automation Society (RAS), la Aerospace and Electronic Systems Society (AESS) y la Education Society (EdSOC). Es revisor de la revista EEE Latin America Transactions Journal, la Neural Computing and Applications, Springer Journal y la IEEE Sensors Journal.

Puedes saber más del autor visitando su página oficial.

Vijender Kumar Solanki

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de la biografía en su sitio Google)

Vijender Kumar Solanki
El doctor Vijender Kumar Solanki es profesor asociado en Computer Science & Engineering en CMR Institute of Technology (Autonomous), Hyderabad, TS, India.Tiene más de 10 años de experiencia académica em seguridad de red, IoT, Big Data, Smart City e IT. Antes de su rol actual, estuvo asociado al Apeejay Institute of Technology, Greater Noida, UP, KSRCE (Autonomous) Institution, Tamilnadu, India y al Institute of Technology & Science, Ghaziabad, UP, India. Es miembro de la ACM y Senior Member del IEEE.

Ha sido autor o co-autor de más de 50 atículos de investigación publicados en diferentes revistas y actas de conferencias. Ha editado o co-editado 14 libros y actas de conferencias en el area de computación soft.

Recibión su doctorado en Computer Science and Engineering de la Anna University, Chennai, India en 2017 y un ME y MCA de la Maharishi Dayanand University, Rohtak, Haryana, India en 2007 y 2004, respectivamente, así como un grado en Science de JLN Government College, Faridabad Haryana, India en 2001.

Es el editor de las series de libros Internet of Everything (IoE) : Security and Privacy Paradigm, CRC Press; Artificial Intelligence (AI): Elementary to Advanced Practices Series, CRC Press; IT, Management & Operations Research Practices, CRC Press; Bio-Medical Engineering: Techniques and Applications con Apple Academic Press y Computational Intelligence and Management Science Paradigm, (Focus Series) CRC Press.

Es redactor jefe de International Journal of Machine Learning and Networked Collaborative Engineering e International Journal of Hyperconnectivity and the Internet of Things (IJHIoT) y también co-editor de Ingenieria Solidaria Journal, editor asociado de International Journal of Information Retrieval Research.

Puedes saber más del autor visitando su sitio en Google.

Cecilia García Cena

(Fuente: Traducción y ligera elaboración propia de la ficha de autora en el libro 'Exoskeleton robots for rehabilitation and healthcare devices')

Cecilia García Cena
La doctora Cena es Profesora ayudante sobre Automatización y Robótica en la Universidad Politécnica de Madrid e investigadora en el Centro para Automatización y Robótica. Es profesora visitante en las Ecoles Universitaries Gimbernat en Cantabria y en Beihang University en Pekín. Entre 2004 y 2006 fue también profesora vistante en la Universidad Carlos III de Madrid.

Dirige las aplicaciones médicas robóticas en el Grupo de Investigación en Robots y Máquinas Inteligentes. Ha sido directora de proyectos nacionales de investigación y desarrollo y es investigadora en proyectos europeos.

Desde 2016 es evaluadora experta para temas de robótica en la Comisión Europea. Desde 2015 está fuertemente involucrada en el desarrollo de dispositivos médicos con aplicaciones clínicas y sociales.

Es autora de más de 60 publicaciones científicas internacionales. Tiene cuatro patentes, dos de ellas registradas internacionalmente.

Puedes saber más del autor visitando su perfil en LinkedIn.

Ficha técnica:

EDITORIAL: Springer
AÑO: 2020 
ISBN: 978-9811547317
PAGINAS: 104

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miércoles, 10 de junio de 2020

Una definición conservadora de exoesqueleto


Por fin, llevaba meses buscando el hueco, he podido dedicar algún tiempo a comenzar a leer e informarme sobre dos temas largamente pospuestos. Por un lado los exoesqueletos y, por otro, un tema que entiendo se solapa al menos en una pequeña proporción como es el caso de las interfaces cerebro-computador.

Mi curiosidad e interés es de naturaleza amplia: deseo conocer el estado del arte de la tecnología y las aplicaciones. Me interesan hardware y software. Pero debo reconocer que me atrae muy especialmente, la interfaz entre sistema nervioso (especialmente cerebro) y máquinas digitales y más especialmente todavía, la tecnología existente para 'entender' las señales procedentes del cerebro y la eventual aplicación de inteligencia artificial en esa labor.

Y aunque me interesa, y mucho, el estado actual, también quisiera conocer posibilidades realistas de futuro y cómo estamos de cerca o de lejos, desde el punto de vista tecnológico, de posibles visiones transhumanistas.

Lo cierto es que los dos libros que he leído sobre el tema, dan unas visiones bastante conservadoras y muy pegadas a tierra y la realidad actual y más centradas en los aspectos de hadrware o de su aplicación médica, que la parte de control, inteligencia y visión de futuro.

Lo primero que he leído es el libro 'Exoskeleton Robots for Rehabilitation and Healthcare Devices' de varios autores pero que lleva la firma de Manuel Cardona (El Salvador), Vijender Kumar Solanki (India) y, para mi sorpresa e ilusión, la española Cecilia E. García Cena.  Se trata de un libro coral y cortito, orientado, como el título anticipa, a su aplicación en rehabilitación y donde no se dedica mucho espacio al tema de la señal y el control.

Me quedo, eso sí, con la mención de dos tecnologías para acceder a las señales del cerebro/sistema nervioso, la Electromiografía (EMG) y la Electroencelografía (EEG), y con una definición que proporcionan de exoesqueleto, a saber:

An exoskeleton is an electromecanical device that can be used by a person to increase its physical abilities, assist in disability cases or assist in therapeutical rehabilitation cases.

Una definición que entiendo perfectamente correcta, pero quizá algo contenida, y orientada, claro está, a la visión sanitaria y de rehabilitación (sólo lo de incrementar las capacidades físicas permiten intuir otras opciones) y a su visión actual.

De todas formas, ahí queda registrada la definición... y continuaré explorando y dejando en este blog rastros de esa exploración.