LÓGICA DIFUSA EN LA ROBOTICA

El uso de la lógica difusa se hace cada vez más extensivo en el campo del control de agentes móviles. La capacidad de tratar con información imprecisa la convierte en una herramienta muy adecuada en el diseño de aplicaciones de control. A continuación se muestran una serie de trabajos en los que se ha hecho uso de la lógica difusa para diversos aspectos del control: diseño y coordinación de comportamientos, percepción, navegación, construcción de mapas (modelado) y auto localización.

En el siguiente enlaces encontraras un documento donde puedes ampliar tus conocimiento, sobre la aplicación de lógica difusa en la robotica.

http://www.scribd.com/doc/48920747/aplicacion-de-la-logica-difusa-en-robotica

BIBLIOGRAFIA

1.  Aplicación de la Lógica Difusa enRobóticaCarmen López MartínezPrograma de Doctorado: Diseño, Análisis y Aplicaciones de SistemasInteligentesCurso: "Planificación y Robótica"klopez@ugr.es.

ROBOTICA

Definición

La robótica es una ciencia o rama de la tecnología, que estudia el diseño y construcción de máquinas capaces de desempeñar tareas realizadas por el ser humano o que requieren del uso de inteligencia. Las ciencias y tecnologías de las que deriva podrían ser: el álgebra, los autómatas programables, las máquinas de estados, la mecánica o la informática.

Historia

La historia de la robótica ha estado unida a la construcción de “artefactos”, que trataban de materializar el deseo humano de crear seres semejantes a nosotros que nos descargasen del trabajo. El ingeniero español Leonardo Torres Quevedo (que construyó el primer mando a distancia para su torpedo automóvil mediante telegrafía sin hilodrecista automático, el primer transbordador aéreo y otros muchos ingénios) acuñó el término “automática” en relación con la teoría de la automatización de tareas tradicionalmente asociadas a los humanos.

Karel Capek, un escritor checo, acuño en 1921 el término Robot en su obra dramática “Rossum’s Universal Robots / R.U.R.”, a partir de la palabra checa Robbota, que significa servidumbre o trabajo forzado. El término robótica es acuñado por Isaac Asimov, definiendo a la ciencia que estudia a los robots. Asimov creó también las Tres Leyes de la Robótica. En la ciencia ficción el hombre ha imaginado a los robots visitando nuevos mundos, haciéndose con el poder, o simplemente aliviándonos de las labores caseras. La Robótica ha alcanzado un nivel de madurez bastante elevado en los últimos tiempos, y cuenta con un correcto aparato teórico. Sin embargo, al intentar reproducir algunas tareas que para los humanos son muy sencillas, como andar, correr o coger un objeto sin romperlo, no se ha obtenido resultados satisfactorios, especialmente en el campo de la robótica autónoma. Sin embargo se espera que el continuo aumento de la potencia de los ordenadores y las investigaciones en inteligencia artificial, visión artificial, la robótica autónoma y otras ciencias paralelas nos permitan acercarnos un poco más cada vez a los milagros soñados por los primeros ingenieros y también a los peligros que nos adelanta la ciencia ficción.

BIBLIOGRAFIA

1.  Concepto y definición de robotica. Sitio web: http://robotica.wordpress.com/about

 LÓGICA DIFUSA

Conceptos y definiciones básicos de la lógica difusa

Por ejemplo se considera a una persona como alta si mide más de 1.80mts, pero de igual forma se considera a una persona como alta si mide 1.7999mts

Esta consideración no existe en la lógica tradicional que utiliza demarcaciones estrictas para determinar pertenencia en sets:

Ejemplo: A es el set clásico de personas altas

A = { x | x > 1.8} Una persona que mide 1.799999mts es baja!

La lógica difusa es una extensión de la lógica tradicional (Booleana) que utiliza conceptos de pertenencia de sets más parecidos a la manera de pensar humana

El concepto de un subset difuso fue introducido por L.A. Zadeh en 1965 como una generalización de un subset exacto (crisp subset) tradicional.

Los subsets exactos usan lógica Booleana con valores exactos como por ejemplo la lógica binaria que usa valores de 1 o 0 para sus operaciones.

La lógica difusa no usa valores exactos como 1 o 0 pero usa valores entre 1 y 0 (inclusive) que pueden indican valores intermedios (Ej. 0, 0.1, 0.2, …,0.9,1.0, 1.1, …etc)

La lógica difusa también incluye los valores 0 y 1 entonces se puede considerar como un superset o extensión de la lógica exacta.

En el siguiente enlace encontraras un pdf si deseas ampliar tus conocimientos en lógica difusa, set difusos, funciones de pertenencia o membrecía, set exacto, variables lingüísticas y más

Imagen tomada de: ManaSulluy *

Blog de Rosa María Orellana M.

BIBLIOGRAFIA

1.  Introducción a la Lógica Difusa. Tomás Arredondo Vidal, fecha 27 de junio de 2012. Sitio web: http://profesores.elo.utfsm.cl/~tarredondo/info/soft-comp/Introduccion %20a%20la%20Logica%2 0Difusa.pdf

LA CIRUGÍA Y SU FUTURO ROBÓTICO CATHERINE MOHR EN TED 2009

En la búsqueda bibliográfica me encontré un video que me llamo mucho la atención, un video que nos muestra claramente los alcances de la robótica en la medicina, en este caso la robótica como parte de intervencionismo quirúrgico su historia, avances, ventajas y desventajas, y su futuro mas cercano, la robótica es un tema que apasiona a muchos, pero mas aun ver como se funciona con la medicina y las habilidades humanas. Bueno este es un video que resume claramente todo, espero les guste.

Catherine Mohr estudió Ingeniería Mecánica en el MIT (Instituto Tecnológico de Massachussets), dedicándose por varios años a la investigación en vehículos con fuentes alternativas de energía y en aviación. Posteriormente estudió Medicina en la Universidad de Stanford, carrera durante la cual inventó un dispositivo, el LapCap, que volvió mucho más segura a la cirgía laparoscópica.

En la actualidad es Directora de Investigación Médica en Intuitive Surgical Inc. También trabaja en la Escuela de Medicina de Stanford estudiando métodos de enseñanza basados en simulación, los cuales están destinados a mejorar las habilidades de futuros médicos.

primera parte

segunda parte

Traducción y subtítulos: Ajmme Kajros

En TED: Surgery past, present and robotic future

*Video subtitulado y distribuido bajo los términos de uso de TED Conferences LLC.

LOGICA DIFUSA EN LA MEDICINA

Expertos en soft computing y en medicina de diferentes países analizan la estrecha relación entre ambas disciplinas, que utilizan conceptos imprecisos

Los tensiómetros que se pueden adquirir en cualquier farmacia utilizan la lógica difusa para dar un diagnóstico sobre la presión arterial de un paciente, estos son razonamientos similares al que tendría un médico para decidir si el paciente se encuentra en mejor o peor estado. Este es tan sólo un pequeño ejemplo de las múltiples aplicaciones que tiene la lógica difusa en la medicina y que, en muchas ocasiones, puede salvar vidas.

La lógica difusa en el marco clínico aplicación en Geriatría

A fin de comprender el proceso de toma de decisiones que el médico debe realizar cuando se dispone a administrar un agente antitrombótico a un paciente anciano, es necesario notar que se produce una paradoja clínica junto al lecho del enfermo cuando se aplica la evidencia, que es válida para un grupo, al caso individual. Esta paradoja clínica sólo puede ser resuelta si se considera la causalidad como cuestión de grado en lugar de la probabilidad.

En los ancianos, cuando no hay contraindicaciones específicas, la terapia anticoagulante puede utilizarse para evitar tromboembolismos en patologías como la fibrilación auricular no valvular, la patología tromboembólica venosa, el accidente cerebrovascular y la enfermedad vascular periférica como la enfermedad coronaria. Cada una de estas patologías puede estar presente en cierto grado. Los elementos contextuales, como los que pueden prolongar el tiempo de protrombina y afectar la decisión del médico para prescribir un agente antitrombótico, la predisposición a la falta de adhesión al tratamiento o a su suspensión, están presentes en forma variable en un individuo dado. Para cuantificar la eficacia de una intervención terapéutica en una persona debe considerarse el enfoque de la causalidad en forma diferente de la probabilidad, debido a que el paradigma de la probabilidad no permite predecir la eficacia de un tratamiento en el paciente individual.

La aplicación de la lógica difusa puede resolver la paradoja clínica, ya que el paciente y las intervenciones terapéuticas pueden ser evaluadas en forma causal junto al lecho del enfermo, lo cual permite el reconocimiento del paciente como un individuo único y la experiencia del médico.

Agentes antitrombóticos en los ancianos: el enfoque de la medicina basada en la evidencia

En general, se cree que la anticoagulación así como la terapia antiplaquetaria son más peligrosas en los ancianos, aunque el beneficio del tratamiento puede ser grande. Los riesgos se basan en las complicaciones hemorrágicas, especialmente la hemorragia intracraneana; las interacciones farmacológicas debido a la utilización de múltiples drogas y la frecuente necesidad de disminuir la dosis de los anticoagulantes. Por ello se requiere monitoreo más frecuente de la terapia y la consideración de aspectos relacionados con la calidad de vida. Los agentes antitrombóticos se utilizan para las mismas indicaciones tanto en las personas mayores como en las más jóvenes. Los niveles de evidencia se definen dentro del marco de la probabilidad estadística.

Al respecto, los ensayos aleatorizados, a doble ciego, con gran número de pacientes, se basan en las probabilidades y pueden tener en cuenta la edad de los participantes como un grupo en el análisis final o limitar el estudio a un grupo etario particular. A partir de este tipo de ensayos se definen las recomendaciones clínicas. Las recomendaciones se aplican a variables que se correlacionan estadísticamente con el tipo de grupo (por ejemplo, edad, dosis, efecto antitrombótico) y se establece si el tratamiento será efectivo o no en términos de probabilidad. Esto difiere de definir el grado en que estos elementos están presentes en una persona dada y cómo interactúan, en un único grado, con otros elementos no definidos que presenta el individuo, los cuales pueden afectar el efecto antitrombótico de la droga y los resultados terapéuticos. Estos últimos elementos son con los que se enfrenta el médico junto al lecho del paciente y los que determinarán el éxito o el fracaso de la decisión del profesional.

Enfoque de la lógica difusa

Cuando se consideran las recomendaciones respecto del uso de terapia antitrombótica en los pacientes ancianos, el médico debe tener en cuenta no sólo el resultado de los ensayos clínicos sino también otra información disponible. El enfoque basado en la evidencia asume que todas las variables operativas están representadas en el análisis matemático estadístico de probabilidades, pero no todos los seres humanos o las situaciones son exactamente las mismas. Cualquier hipótesis de la medicina basada en la evidencia se basa en el grupo y no puede extrapolarse al paciente individual. La extrapolación debe ser personalizada por medio de la experiencia del médico. El profesional tiene en cuenta todos los factores no considerados en cualquier ensayo basado en un grupo terapéutico para aplicarlos a su paciente específico. La decisión del médico recae en su experiencia previa con otros enfermos y en su percepción de la situación.

El problema es que este proceso de toma de decisiones ha sido considerado "no científico" porque no está representado numéricamente y se basa en el paciente individual. No obstante, ambas objeciones pueden eludirse si se considera al paciente como un conjunto de elementos, donde cada elemento es valorado numéricamente entre 0 y 1. La opinión experta del médico también se representa numéricamente. La aplicación del teorema de Kosko permitió definir una única medida de causalidad, denominada K.

Esta nueva medida de eficacia redefinió el significado clínico de la edad. En particular, el papel causal de la edad en cualquier respuesta terapéutica de un paciente. Esto se debe a que la medida causal K explica el papel de los factores contextuales conocidos y desconocidos (la mayoría son desconocidos) para definir el efecto clínico en un enfermo específico. La adición de un elemento de igual valor a todos los pacientes afecta la medida de causalidad K en grado diferente para cada individuo. En este modelo, la eficacia de la intervención terapéutica puede expresarse numéricamente por K.

La medida K es una medición del grado por el cual las condiciones iniciales y finales de un enfermo pueden explicarse por las variables medidas. Si estas condiciones son distintas, la intervención terapéutica es causalmente responsable de los resultados en un grado mayor. Esta medida es diferente de una probabilidad y expresa la receptividad del paciente a la intervención y, por ende, permite expresar en esta medida el efecto de los elementos conocidos y desconocidos. Si se aplica a la situación de los agentes antitrombóticos y su efecto en los ancianos, la adición del elemento edad (del mismo valor, por ejemplo 50 años) a la representación numérica del paciente tendrá un efecto distinto sobre la medida causal de eficacia terapéutica para cada paciente debido a que sus contextos son distintos. De este modo, el efecto puede ser diferente para cada individuo de acuerdo con su contexto. La edad es uno de los elementos contextuales y es sólo un factor más que debe tenerse en cuenta cuando se decide que un paciente dado reciba tratamiento antitrombótico. La administración de un agente terapéutico depende en última instancia de la decisión experta del médico junto al lecho del enfermo. 

BIBLIOGRAFIA

1. Aplicación de la Lógica Difusa para la Prescripción de Agentes Antitrombóticos en Ancianos. Helgason CM. Drugs and Aging 21(11):731-736, 2004. Pagina web disponible en: http://www.bago.com/BagoArg/Biblio/geriatweb212.htm

LA ROBOTICA EN LA MEDICINA

En la actualidad sabemos que existen muchos problemas en el mundo, sabemos que cada vez encontramos mas peligros y nuevas amenazas, pero al igual que encontramos contras en este futuro, también encontramos muchos pros. Los nuevos avances tecnológicos han permitido la revolución de la vida diaria, se ha creado, innovado, y mejorado muchos aspectos en todos los ámbitos; desde nuevas televisiones, nuevos sistemas de sonido, de videojuegos hasta nuevos autos mejor equipados, casas completamente electrónicas. Pero no todo es entretenimiento, también se han mejorado los sistemas de seguridad, y hay un ámbito al cual no le damos mucha importancia pero que debemos saber, es muy necesario e importante, este es el área de las ciencias médicas y las tecnologías para ayudar.

La tecnología desde sus inicios sin duda ha tenido mucho auge en todos los aspectos donde esté involucrado el ser humano cambiando estilos de vida e imponiendo nuevos paradigmas. La medicina ha tenido cambios muy agigantados y favorables con la ayuda de las nuevas tecnologías programadas (robots) haciendo más fáciles y seguros los procesos a los pacientes. Ver [1]

Son dos las principales aportaciones que realiza la robótica en la cirugía:

1. Gran precisión de movimientos, superior a la de las manos del cirujano.

2. Separar al cirujano de la sala de operaciones y así llegar a pacientes situados en lugares alejados o inaccesibles.

3. Desde el punto de vista de la técnica quirúrgica, las aplicaciones de los robots en cirugía pueden agruparse en:

v  En la cirugía guiada por imagen.

v  Cirugía mínimamente invasiva. [2]

HISTORIA EN LA MEDICINA

Retomando un poco de historia el inicio de la robótica en esta área se dio con la introducción de Robodoc, esta máquina electromecánica fue creada por un grupo de cirujanos del ejercito de los E.U.A, pensado en la necesidad de contar con este equipo en situaciones bélicas, ya que Robodoc permitía la manipulación remota con el objetivo de atender a distancia las emergencias en los campos de guerra; pero este proyecto no funciono ya que las interferencia satelital impedía llevar a cabo las cirugías con seguridad.

Imagen. Robodoc [7]

Después en 1993 aparece ESOPO, este se trata de un robot esclavo que obedecía comandos de voz del cirujano además ESOPO era el encargado de controlar las opciones electrónicas de un quirófano. No fue hasta en 1997 cuando se realizaron las primeras cinco cirugías por tele presencia a través del robot llamado Mona. Así como también en el 2001 se realizó la primera intervención quirúrgica a distancia trasatlántica con el robot Zeus. [3].

Imagen. ESOPO [8]

Para 2003 aparece Da Vinci el robot quirúrgico más usado hoy en día por los médicos para realizar cirugías, este sistemas digital permite realizar con éxito las operaciones con un tiempo menor de recuperación a diferencia de una intervención quirúrgica con el procedimiento usual ya que las incisiones que se hacen en el cuerpo de los pacientes son mínimas comparadas con las de una operación convencional. 

El inconveniente que presenta las cirugías con la ayuda del sistema digital Da Vinci es su altísimo costo ya que el propio robot tiene un precio de 2.7 millones de dólares, cabe mencionar que alrededor del mundo ya se cuenta con 450 maquinas Da Vinci dispersas en los hospitales. Ver [4]

Es fascinante adentrarnos a conocer el funcionamiento de estos equipos electromecánicos e interesante lo asombroso que puede llegar a ser la mente humana en busca de su bienestar cuando se sabe utilizar los recursos de una manera intelectual.

El uso de estos robots trae consigo ventajas considerables a pesar de su indisimulable desventaja de costos entre ellas está el evitar fatiga cualquiera que sea el tiempo que dure una operación, además el robot no presenta temblor y es capaz de realizar su trabajo adecuadamente en la décima o centésima operación, tal como en la primera. También se logra entre otras cosas que no existan desviaciones de la trayectoria planificada y alta seguridad con velocidades de ejecución y maniobras totalmente predecible. Otra facilidad para los cirujanos es que, los robots pueden ser manipulados fácilmente además de que tienen la capacidad de acceder a lugares difíciles del cuerpo humano. Ver [5]

Sistema Da Vinci

Como ejemplo de cirugía laparoscopia robotizada, puede citarse el sistema Da Vinci, desarrollado por Intuitive Surgical Inc. Este sistema utiliza 2 tele-robots con mando háptico manejado por el cirujano, mientras muestra a este la imagen captada por un sistema de cámaras laparoscopias, a través de un sistema de visualización 3D.

Robots en la medicina merecen mayor atención, por ser un campo donde sus ayudas instrumentales permitir exigentes opciones. La disponibilidad de los efectores orientado, capaz de entrar en el cuerpo humano, sin o con escasa incidencia, es desafío, en constante evolución, el micro mecánico apunta a la nanotecnología. [6]

Imagen. Sistema Da Vinci [9]

BIBLIOGRAFIA

1.  Fernández, R. (2010). Robots en la medicina.

2. www.umanizales.edu.co/programas/RoboticaenMedicina

3. www.xataka.com/categoria/robotica

4. Laparoscopic and Robot-Assisted Surgery : Atlas of Standard Procedures by Jens-Uwe Stolzenburg, Ingolf A. Türk and Evangelos N. Liatsikos (2011).

5. Más allá de humanos: Vivir con robots y cyborgs por Elisabeth Malartre y Benford Gregory(2006)

6. Integrada por ordenador Cirugía: Tecnología y Aplicaciones Clínicas de Russell Taylor H (2005)

7. www.atiende.tv/noticia/40/rehabilitacion-robotica

8. http://library.thinkquest.org/03oct/00760/Advantages%20of%20Robotic%20Surgery.htm

9. http:// www.elmundo.es/elmundosalud/2012/03/15/tecnologiamedica/1331834971