Crean una entidad robótica capaz de mudar de forma para cumplir su objetivoCiencia 

Crean una entidad robótica capaz de mudar de forma para cumplir su objetivo

La mayor parte de los robots son máquinas complejas diseñadas para cumplir con labores específicas, que fallan cuando sus componentes dejan de marchar. Mas hay científicos trabajando en algo muy distinto: un robot colectivo formado por miles y miles de millones de nanomáquinas, capaces de contestarse y de marchar de forma autónoma, aun cuando miles de ellas dejan de marchar. Para los apasionados a la ciencia ficción más fatalistas esto es lo que podría llevar a la «plaga gris», un apocalíptico futuro en el que las nanomáquinas «deciden» autorreplicarse y devorar para esto toda máquina o bien ser vivo que hallan a su paso.

Un conjunto de estudiosos del reputado Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), y de las universidades de Cornell, Columbia y Harvard, terminan de presentar una investigación en Nature donde han probado, por vez primera, de qué forma hacer un robot compuesto por multitud de componentes o bien partículas, cada una de las que carece de una identidad o bien programación particular. Separadamente, cada una de estas partículas es capaz de contraerse o bien dilatarse, mas, en conjunto, le dejan a la entidad robótica desplazarse cara la luz, aun cuando el veinte por ciento de las partículas están estropeadas.

«Puedes meditar en nuestro robot como la conocida “plaga gris”», ha dicho en un comunicado Hod Lipson, codirector de la investigación al lado de Daniela Rus. «Nuestro robot no tiene ningún punto crítico donde pueda fallar, ni ningún control centralizado. Todavía es bastante primitivo, mas ahora sabemos que este modelo general de robot es posible».

Partículas robóticas
La clave no es otra que la «partícula» o bien «célula», un robot con forma de disco que apenas mide quince centímetros de diámetro. Todos pueden unirse entre sí a través de enclenques imanes y solo son capaces de hacer 2 acciones: contraerse y expandirse.

Las partículas están formadas por una base cilíndrica y cuentan con una batería, un pequeño motor, sensores de luz, un microcontrolador y un componente de comunicación. Sobre el conjunto está montada una versión cambiada de un juguete infantil llamado «Anillo volador de Hoberman», que es esencialmente un platillo que puede extenderse y contraerse, merced a una ocurrente estructura de paneles de plástico.

Mas cuando estas células o bien partículas robóticas se unen, ocurren cosas bien interesantes. Merced a los sensores y a un algoritmo, los estudiosos han conseguido que la intensidad de luz module la frecuencia de contracción de estas células. De este modo han logrado que el conjunto se mueva cara la luz, sin ningún género de coordinación central ni ninguna programación concreta. El movimiento simplemente surge de la manera como estas pequeñas máquinas interactúan. Es algo muy afín a los procesos que regulan el movimiento de colonias de insectos o bien conjuntos de células.

La fuerza del colectivo
«Tenemos pequeñas células robóticas, que no son muy capaces como individuos, mas que pueden lograr muchas cosas en grupo», ha dicho en un comunicado Daniela Rus, estudiosa en el MIT. «Cada robot, por sí solo, es estático, mas cuando se conecta a otras partículas robóticas, de pronto el colectivo robótico puede explorar el planeta y hacer acciones más complejas. Con estas células universales, los robots particulados pueden adoptar diferentes formas, convertirse de forma global, moverse en conjunto, adoptar un mismo comportamiento y, como hemos mostrado, proseguir gradientes de luz. Esto es muy poderoso».

El truco para conseguir todo esto fue programar cada robot a fin de que se expandiese y contrajese con una sincronización conveniente a fin de que el conjunto se moviese en una dirección. Para esto, cada partícula fue pertrechada con un algoritmo capaz de procesar la información sobre intensidad de luz mandada por las otras partículas vecinas.

Por poner un ejemplo, las células robóticas que están más cerca de la fuente de luz advierten una intensidad de diez, y, las que están más lejos, de 1. Las dos transmiten esa información a las otras células. Ahora bien, cada nivel de intensidad, así como la información proveniente de las vecinas, se traduce en una frecuencia concreta de expansión-contracción. Las que captan más intensidad luminosa se expanden y contraen más de forma rápida que las que están más lejos. De esta forma, se consigue una onda de contracción relacionada con la distancia a la fuente de luz que termina acercando al colectivo cara la lámpara.

Robots acomodables
Si bien el movimiento conseguido hasta el momento es lentísimo, su ventaja es que las máquinas pueden moverse por cualquier ambiente ignoto, sin precisar tener que proponer ninguna estrategia. Tampoco es preciso formar ninguna estructura específica con estos conjuntos de robots. En verdad, estos colectivos pueden moverse sin importar lo más mínimo la capacitación que adopten, y se ha observado que las máquinas pueden sortear obstáculos con sencillez. Aun, pueden introducirse por pasos etrechos y mover objetos puestos en sus conjuntos.

De momento, los estudiosos han hecho pruebas con un par de docenas de estas máquinas. Mas, además de eso, han hecho un modelo para descubrir qué pasaría si trabajasen con conjuntos de cien, mil o bien cien.000 de estas «partículas», y han concluido que, teóricamente, asimismo serían capaces de moverse cara una fuente de luz.

Además de esto, han concluido que estas máquinas proseguirían marchando aun cuando el veinte por ciento de las partículas dejaran de estar operativas. Esto es bien interesante, pues implica que los robots serían suficientemente flexibles para continuar en funcionamiento aun si fallaran ciertos componentes.

Amplio en dificultad, hecho de partes simples
«Hemos estado replanteándonos de forma esencial nuestra aproximación a la robótica, y tratando de descubrir si hay una forma diferente de hacer robots», ha explicado Hod Lipson. «No solo deseamos hacer un robot que se parezca a una criatura biológica, sino más bien edificar uno tal y como si verdaderamente fuera un sistema biológico, crear algo amplio en dificultad y habilidades, mas que está compuesto de partes esencialmente simples».

Conforme Daniela Rus, el planeta natural está repleto de ejemplos comparables: «Todas las criaturas de la naturaleza están hechas de células que se combinan de diferente forma para hacer organismos. En el desarrollo de robots de partículas, el interrogante que nos hacemos es: ¿podemos tener celulas robóticas que se combinen de diferentes formas para hacer diferentes robots?».

¿Hasta dónde podría llevarnos esto? En opinión de Daniela Rus, se podría aprovechar las partículas para diseñar robots a la medida de labores específicas, como desplazarse por un túnel o bien coger aparejos. «Incluso, podríamos darle a estas partículas robóticas la habilidad de fabricarse a sí mismos. Supongamos, por poner un ejemplo, que un robot precisa una destornillador de una mesa y que está lejísimos. ¿Qué ocurriría si el robot pudiese poner sus células para hacer medrar un brazo extra? ¿O bien si, conforme cambian sus objetivos, cambiase asimismo su cuerpo?».

De momento, estos proyectos dan sus primeros pasos. Lo próximo para estos estudiosos va a ser hacer pruebas reales con robots formados por un número mayor de partículas. Además de esto, ya están explorando otras formas para estas células, como microesferas vibradoras.

«Creemos que cualquier día va a ser posible fabricar esta clase de robots desde millones de pequeñas partículas, como microperlas que responden al sonido, la luz o bien un gradiente químico», conforme Lipson. «Estos robots podrían ser utilizados para adecentar zonas o bien explorar terrenos o bien estructuras desconocidos». ¿Podrían terminar provocando una temida «plaga gris» o bien simplemente facilitarían la vida del humano?

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