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title: Robótica y Automatización

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Robótica y Automatización
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Andrés Botero, Cod 1201310, UMNG

Objetivo
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Identificar la influencia del ML y la IA en las tareas propias de la
robótica y la automatización

Actividad teórica
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Revise toda la literatura sugerida y busque funtes adicionales. Lea
atentamente los documentos para realizar lo siguiente:

* Defina en sus palabras los términos robótica y automatización, ¿Qué
  los relaciona entre sí?

Robótica: Es la aplicación conjunta de la ingeniería mecánica,
eléctrica, electrónica y de sistemas para crear máquinas que hacen
tareas repetitivas de manera autónoma. Al incorporar la mecánica, se
considera que las tareas tienen que ver con manufactura o procesos
industriales.

Automatización: Es el proceso de elaborar un sistema que ejecuta una
lista de tareas de forma repetitiva sin necesidad de un operador que
manipule este sistema. Las automatizaciones pueden ser a nivel
industrial como la manufactura, pero también pueden existir en
sistemas de computación y en campos diferentes como sistemas de
monitoreo o alarmas.

La relación entre robótica y automatización está en que tienen como
propósito desarrollar tareas que por su carácter repetitivo se pueden
sintetizar en pasos que una maquina puede seguir sin necesidad de
intervención de un humano.

* ¿Cómo se relacionan la robótica y automatización con la inteligencia
  artificial (AI) y el aprendizaje de máquina (ML)?

A medida que se se automatizan más procesos productivos, se empieza a
considerar la automatización de tareas con limites mas ambiguos, que
requieren de una interpretación de datos y análisis mas profundos para
tener resultados óptimos. En estos casos es conveniente desarrollar
sistemas que no solo hagan una tarea automática, sino que tomen
decisiones basados en datos que reciben de la tarea que están
haciendo.

Por ejemplo, inicialmente la automatización industrial se aplicó en la
manufactura, donde, desde que haya flujo constante de insumos, los
productos se creaban de manera uniforme. Pero en el caso de la gestión
agropecuaria, organizar un producido por niveles de calidad tiene mas
matices, y requiere de interpretación de datos para dar un resultado,
por ejemplo el caso de clasificar la madurez de una fruta según su
color, tamaño, etc.

Otro ejemplo es el caso del transporte y distribución, donde encontrar
rutas de suministros óptimas requiere de consideración de muchas
variables como las horas de entrega, el tráfico, el personal
disponible, etc...

* Realice una investigación sobre las consecuencias a nivel laboral y
  social del uso de tecnologías como la robótica y la inteligencia
  artificial.

La robótica es un solo paso en una serie de cambios que han desplazado
al ser humano fuera de los entornos donde se requiere trabajo manual.

Esta tendencia se empieza a notar en lo que conocemos como primera
revolución industrial, en el momento de la creación de las máquinas a
vapor, que eran muy comunmente usadas en la minería y el
transporte. Con la creación del motor de combustión internal se dio
paso a máquinas en escalas mas pequeñas, desplazando la mano de obra
humana en tareas más domesticas como la recolección de cultivos.

En algunos de estos casos los trabajos afectados no eran desplazados,
sino que los trabajadores se convertían en operadores de las máquinas.
En el caso de los cultivos, la persona que araba la tierra se
convertía en el operador de un tractor. Esto le permitía a una sola
persona hacer el trabajo que hacían varias, lo que en algunos casos se
prestaría para trabajar más tierra con la misma cantidad de personas,
pero en casos en los que no hay tanta tierra, los demás perderían su
trabajo. Adicionalmente esto llevaría al retiro de los animales como
bueyes de los trabajos en la tierra.

La abundancia que generaban estos procesos industriales llevó a la
producción barata de ciertas mercancías, lo que llevó al desarrollo de
centros urbanos, donde se lleva a cabo el comercio, y donde surgían
otros tipos de labores como las humanidades (el arte, la música y el
entretenimiento en general), y por otro lado el desarrollo de labores
de ciencia e ingeniería.

Así mismo ha pasado más recientemente con las múltiples revoluciones
industriales: La segunda revolución industrial incorporó la energía
eléctrica en los procesos productivos, dando origen a fábricas con más
capacidad productiva, desplazando a aún más trabajadores.

La tercera revolución industrial, o revolución digital, llegó con la
creación de los primeros computadores. Donde aún mas trabajos de
operación manual, como el del telegrafista, fueron desplazados por los
computadores, ya que los sistemas podían recibir mensajes directamente
sin necesidad de un operador.

Y así llegamos a la cuarta revolución industrial, en la que se habla de
manufactura computarizada, donde los procesos de producción en serie
pueden prescindir completamente de intervención humana. Ya es habitual
encontrar líneas completas de producción donde entra la materia prima y
salen productos terminados.

* Describa las situaciones y el impacto que conlleva el uso de estas
  tecnologías en el trabajo de las personas.

Los impactos que generan los avances tecnológicos, y en este caso la
automatización a gran escala, son similares a los impactos que han
generado las revoluciones anteriores, aunque cada vez de manera mas
intensa, a medida que cada avance tecnológico construye sobre lo
anterior para llevarlo aún mas lejos. Algunos reportes indican que las
ciudades mas avanzadas no estan listas para el impacto tan grande que
tendrán las tecnologías de inteligencia artificial sobre los empleos
en el mundo.

Una de las cosas que podemos evidenciar es la reducción en los
trabajos de mano de obra, ya que algunos empleos ya no son necesarios,
y en el mejor de los casos se desplazan a otras áreas, pero en los
casos más comunes simplemente se pierden. Aunque desde una perspectiva
global se podría considerar que la sociedad gana, ya que los bienes se
vuelven baratos por ser fáciles de producir, las personas desplazadas
se enfrentan a la dura realidad de que su talento ya no es necesario,
lo que los lleva a pasar el desafío que implica cambiar de profesion a
una edad avanzada de la vida.

Esto también tiene como efecto el desplazamiento a otros campos. Esto
se evidencia en cómo en la actualidad existen muchos trabajos
dedicados a las ventas. Ya que la producción es muy barata, se vuelve
más rentable estar en el negocio del comercio. La disponibilidad de
bienes baratos también abre la puerta a otros trabajos. Por ejemplo,
el hecho de que hoy es muy barato tener una cámara fotográfica permite
que cualquier persona puede trabajar como fotógrafo.

Las personas más afectadas al final son las personas que por
desconocimiento, o por no lograr llegar a un umbral de ganancias, no
logran adoptar estas tecnologías y se quedan atrás, sometidos a
trabajar sin la ventaja que les ofrece la tecnología.

En muchos casos los negocios que no logran adoptar la tecnología dejan
de ser rentables, y en estos casos tienen que vender lo que queda del
negocio antes que pierda su valor completamente. Todo esto lleva a que
aquel que logró adoptar la tecnología primero consume al que se quedó
atrás, destruyendo la competencia y de esa manera incrementando la
desigualdad en cómo se distribuye la riqueza que genera el negocio.

* En su investigación ¿Qué posibles soluciones existen para afrontar
  dichos problemas?, ¿Considera Ud que son viables?, explique, ¿Qué
  vacíos existen en dichas posibles soluciones?, describarlos en
  detalle.

En primer lugar es importante reconocer que las personas que pierdan
su trabajo a causa de la tecnología de I.A. son personas en un estado
de vulnerabilidad, ya que esta circunstancia indica que así mismo a
medida que se tecnifique la industria va a tener dificultades para
tener un trabajo en la misma área en el futuro.

Ante esto se puede pensar en técnicas para redirigir ese talento a
otros trabajos, pero eso implica que se deben hacer inversiones muy
grandes en educación. Es muy posible que sea el sector publico el que
termine cargando esta responsabilidad. De ser así puede ser necesario
implementar un regimen de tributación especial para atender a la
población que no pueda ser reubicada en el corto plazo.

Algunos expertos hablan de un impuesto especial a los robots, bajo el
argumento de que, si un robot es capaz de generar ganancias
equivalentes a un ser humano, su producto debe ser sujeto de
tributación como el producido que generaría un ser humano en un
trabajo equivalente.

De cualquier manera, aunque el reemplazo de la fuerza de trabajo por
robots puede generar riqueza neta a la humanidad dado que en general
reduce los costos de producción de los bienes. Este incremento de
capacidad productiva debe estar acompañado de leyes y regulaciones que
se aseguren que las ganancias van a resultar en beneficios para toda
la comunidad, y no solamente un pequeño grupo de compañias poderosas.

* Piense detenidamente y formule en detalle una posible solución a los
  problemas que la implementación de las tecnologías mencionadas trae
  para las personas y los trabajadores.

En primer lugar se debe partir de que estamos muy cerca de que la
revolución nos impacte de una manera severa, y para eso nos debemos
preparar documentando y registrando los movimientos de las grandes
economías antes de que sea demasiado tarde. Para esto debemos tener
información en detalle de las industrias actuales, sus estados
financieros y de nóminas, para entender bien qué empresas son
vulnerables y de esta manera desarrollar programas preventivos.

Una vez empiecen a desplazarse los primeros empleos, se debe prestar
atención especial a qué empleos son los que se reemplazan, y que
margenes de utilidad obtienen las empresas al hacer esto. Estas nuevas
ganancias se pueden considerar como una "plusvalía de robotización",
cuyas ganancias deberían ser tributadas de alguna manera para el
auxilio de los empleados desplazados.

Este auxilio debe ser una estrategia completa de reincorporación que
incluya temas como la educación en nuevas tecnologías, reubicación en
nuevos puestos, y el subsidio a la vida en casos donde se considere
demasiado costoso o dificil reintegrar a una persona (por ejemplo, en
casos en los que la persona desplazada tenga una edad elevada, y por
esto ya se le dificulte recibir educación o la perdida de sus
capacidades cognitivas o motoras le impidan acoplarse en cualquier
otro trabajo.


Actividad práctica
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Realice una investigación sobre el uso de AI y ML en la robótica y en
la automatización de procesos industriales

* Describa los problemas planteados y las razones para utilizar AI y/o
  ML para solucionarlo

**Mantenimiento predictivo de los equipos:** Con equipos que son
  capaces de diagnosticarse automáticamente, las cadenas de producción
  pueden maximizar el tiempo de operación, al incluir su mantenimiento
  como parte de su funcionamiento normal, se evitan las pérdidas que
  ocurren ante el mantenimiento preventivo, que termina ejecutandose
  mas de lo necesario y termina desechando piezas que aún conservan
  vida útil, y también se evitan las perdidas que ocurren ante el
  mantenimiento reactivo, que puede bloquear una línea de producción
  ante un fallo inesperado.

**Detección de anomalías:** Con técnicas como visión por computador,
  los procesos industriales pueden tener puntos de control de
  subproductos, que pueden ayudar a descartar productos defectuosos
  desde una etapa temprana en el proceso de fabricación, y de esta
  manera también asistir en la búsqueda de causas raices para
  encontrar las ineficiencias de los procesos industriales.

**Mejoras en eficiencia operacional:** Con el uso de ML en algunos
  procesos, las máquinas pueden ajustarse de manera automática para el
  uso óptimo de sus recursos en una linea de producción. Por ejemplo,
  una máquina puede configurarse sola para atender a un nivel de
  calidad mínimo, usando solamente la energía necesaria, y produciendo
  materiales a un ritmo adecuado para atender a la demanda de los
  siguientes pasos de la linea productiva, manteniendo los niveles de
  estrés de la máquina bajos y así mismo prolongando su vida útil.

**Optimización de la cadena de suministros:** En este caso, es muy
  conveniente el uso de ML, ya que conlleva a el desarrollo de
  técnicas mas óptimas de abastecimiento, transporte y almacenamiento
  de materias primas o intermedias, reduciendo tiempos de espera e
  incrementando throughput the la producción de las fabricas.

* Analice las implicaciones tanto económicas como sociales de la
  aplicacion de la IA y/o ML en los problemas detectados.

En general, las aplicaciones de ML sobre procesos industriales
resultan en mejoras tanto cuantitativas como cualitativas en la
capacidad de producción, es decir, la producción mejora tanto en
cantidad de productos, como en la calidad de los mismos.

En algunos casos menos comunes, puede que al desplazar personal
experimentado con automatizaciones de ML, empiecen a ocurrir problemas
porque estos algoritmos funcionan para optimizar algunos procesos,
pero carecen de "intuición", que permita encontrar nuevas soluciones a
ciertos problemas específicos.

Es por esto que aún así en algunos de estos procesos seguirá
existiendo la supervisión humana con el fin de resolver problemas, o
reconfigurar las máquinas, para que trabajen bajo umbrales y términos
diferentes, según vayan cambiando las necesidades del negocio.

De cualquier manera, en una industria altamente automatizada, el costo
de producción de bienes se reduce a medida que se incrementa la
automatización. En un caso extremo se podría pensar que las máquinas
hacen todo el trabajo, lo que significaría que el esfuerzo necesario
para producir un producto, y por consiguiente su costo, son muy bajos,
lo que llevaría a que estos bienes que en un momento eran de dificil
acceso, se vuelvan bienes de consumo para un gran numero de
habitantes.

* ¿Considera que era posible utilizar un enfoque que no estuviera
  basado en AI y/o ML? justifique su respuesta.

El uso de ML en procesos industriales representa un punto en donde el
uso de técnicas menos avanzadas, desde el simple ensayo y error, hasta
el uso de modelos matemáticos, ya se han usado hasta un punto donde se
considera que las ganancias no crecen más. En este punto se introducen
modelos de aprendizaje de máquina que permitan encontrar patrones que
lleven las capacidades productivas a otro punto que no era evidente en
un principio.

Ante el crecimiento de la potencia y disponibilidad de técnicas de
aprendizaje de máquina, es posible que en un futuro este no se
considere una técnica avanzada, sino un metodo frecuente para el
entendimiento de el dominio de un problema.



Autoevaluación
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En este apartado debe realizar una autoevaluación del proceso desarrollado y de las habilidades adquiridas con las actividades propuestas. Para elloresponda las siguientes preguntas otorgando el valor porcentual (0-100%) a cada una de ellas.

1. ¿Desarrolló la totalidad de las actividad propuestas?

Si, en este taller traté de cubrir de manera exhaustiva todos los
cuestionamientos. (90%)

2. ¿La metodología le permitió construir saberes significativos que le
aporten al desarrollo del tema planteado?

Si, la actividad fomenta el pensamiento crítico y lo lleva a uno a
cuestionarse posiciones respecto a el uso prudente de las tecnicas de
ML en entornos industriales. (80%)

3. ¿Qué tanto fue su grado de dedicación durante el desarrollo de las
actividades planteadas?

Aunque me tomó tiempo y se me hizo tarde, considero que le dediqué el
tiempo justo para indagar a fondo y desarrollar la actividad. (80%)

4. ¿Qué tanto fue su grado de interes en el tema propuesto?

Me pareció interesante, ya que considero que es una parte importante
entender el contexto social y cultural de la tecnología para entender
su origen, su propósito, y la evolucion que puede tener a lo largo del
tiempo. (90%)

5. Otorgue un valor porcentual a cada uno de los indicadores de las
metas propuestas según su cumplimiento

Meta 1: Habilidad para identificar, formular y resolver problemas
complejos de Ingeniería aplicando principios de Ingeniería, ciencias y
matemáticas.

1.1 Conocer las relaciones entre los fenómenos físicos y el modelo
mediante leyes, teoremas y principios.

(80%)

Meta 3: Habilidad para comunicarse efectivamente ante un rango de
audiencias

3.2 Expresar ideas en forma clara y concisa, mediante un lenguaje
apropiado al contexto (comunicación oral y escrita)

(90%)

Meta 4: Capacidad de reconocer responsabilidades éticas y
profesionales en situaciones de Ingeniería y hacer juicios informados,
que deben considerar el impacto de las soluciones de Ingeniería en un
contexto global, económico, ambiental y social

4.4 Conocer el impacto social y técnico que generan las prácticas y
tecnologías actuales en la ingeniería.

(100%)

Meta 7: Capacidad de desarrollar y aplicar nuevos conocimientos según
sea necesario, utilizando estrategias de aprendizaje apropiadas

7.1 Relacionar la información existente en las diferentes fuentes
respecto a un problema

(80%)

Retroalimentación
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Este es el último trabajo que tengo el gusto de entregar, así que
quiero aprovechar esta oportunidad para agradecer el acompañamiento.

Por mi parte, lamento que dadas las circunstancias, me haya sido
dificil seguir el ritmo de la clase, y poder sacarle el provecho que
hubiera podido. En general disfruté las clases y siento que saqué
muchas cosas positivas de ellas.

A pesar de las dificultades, le agradezco mucho profe por el
acompañamiento. Las guias se sentían bien desarrolladas, con la meta
de llevar al estudiante al entendimiento por su propia cuenta, y las
socializaciones se sentían ricas en datos alimentados por la
experiencia.

Espero en algun momento llevar a cabo un proyecto robusto donde pueda
hacerle justicia a las enseñanzas de la clase.

Mil gracias.
- Andrés



Referencias
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https://www.forbes.com/sites/sap/2021/05/26/employee-experience-study-how-companies-are-reimagining-corporate-learning/?sh=e48df4e5a5e2

https://www.unimelb.edu.au/professional-development/insights/technology/new-jobs-created

https://tcf.org/content/report/respond-job-losses-technology-trade-policy-choices/?agreed=1