Ingeniería

Los insectos inspiran una vez más la investigación en robótica

(NC&T) El Dr. Hong Zhang, profesor del Departamento de Ciencias de la Computación en la Universidad de Alberta, y su equipo, trabajan en los Sistemas Multi-Robot (MRS por sus siglas en inglés). Un MRS es un grupo de robots más pequeños que una lata de pintura. Se mueven como unidades independientes, pero están programados para la toma de decisiones colectivas y para desarrollar tareas de construcción que impliquen trabajar en equipo.

Zhang y sus colaboradores están usando de modelos a insectos sociales como las hormigas y las abejas. Las hormigas de la especie L. albipennis escogen un nuevo sitio para su hormiguero en tres pasos: búsqueda, comunicación y compromiso. Las hormigas individuales se dispersan para buscar una ubicación conveniente para el nido, luego "hablan" a sus compañeras sobre el emplazamiento examinado, y alguna acaba logrando la aceptación de la mayoría de la colonia de que la ubicación propuesta por ella es la perfecta para el nuevo hormiguero.

Zhang usa algoritmos para capturar en datos manejables este comportamiento y recrearlo en los MRS. En este trabajo "biológicamente inspirado", alcanzar el éxito se basa en la habilidad de los robots para completar varios experimentos que involucran el transporte en grupo y la construcción colectiva usando los algoritmos de toma de decisiones en equipo.

La clave, según Zhang, es descentralizar el mando. Ningún robot es el jefe, sino que debe obtenerse un acuerdo general del grupo para cumplir las tareas, una habilidad que es crítica para que los MRS actúen como una sola entidad. Para Zhang, ésta es la parte más fascinante de la investigación.

Los insectos en robótica
Dr. Hong Zhang. (Foto: University of Alberta)
"Para mí es más interesante y útil usar los MRS en lugar de un sólo robot. Para ganar en capacidad de ejecución paralela de tareas y para aumentar la robustez de un sistema, se necesitan múltiples robots".

Esta redundancia, que involucra la actuación simultánea de múltiples robots, es un componente de gran utilidad. Si un robot falla, el resto del equipo de robots todavía puede completar la misión.

La otra parte de la investigación está en la construcción colectiva. Zhang está utilizando dos métodos de construcción colectiva de estructuras inspirados en los usados por insectos. Uno es el uso del trabajo anterior para estimular y guiar la actividad actual. Las acciones anteriores de los robots pueden emplearse para repetir una pauta de construcción. El otro es la liberación de "feromonas robóticas" en un área específica, donde otros robots obreros serán inducidos a agregar materiales a la estructura.

Gracias a esa capacidad de tomar decisiones colectivas, y a sus habilidades para la construcción en equipo, los sistemas de robots múltiples podrían usarse para construir bases lunares o marcianas en futuras misiones espaciales. Muchas de sus características también los hacen firmes candidatos a ayudar a salvar vidas en casos de desastres naturales o ataques terroristas.


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