Desarrollan un software que haría que los robots trabajen en ‘enjambre’

El trabajo colectivo que realizan ciertos grupos de insectos sirvió como base para intentar responder a esta pregunta, a partir del diseño automático de software. La idea surgió del Ingeniero electrónico, David Garzón Ramos, magíster en Ingeniería – Automatización Industrial, de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, quien piensa que en un futuro los robots de consumo, es decir, aquellos que se utilizan en actividades diarias como las tareas del hogar, deben aprender a trabajar en grupo.

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Incluso, desde el Laboratorio de Investigación del Ejército de Estados Unidos, la Universidad de Harvard o el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), se adelantan estudios con sistemas robóticos de enjambre que podrían utilizarse para la búsqueda y rescate de rehenes después de ataques terroristas, en el apoyo a misiones humanitarias en áreas de conflicto, vigilar fronteras y localizar desastres ambientales, tareas en las que se ajustan a los objetivos planteados.

“Como sociedad debemos solventar necesidades como construir carreteras, edificaciones o realizar actividades agrícolas, y para ello necesitamos trabajar con grupos grandes de robots, como pueden ser los enjambres de robots”, agregó David Garzón. Además, indicó que a partir de un estudio empírico, se evaluó si métodos existentes de diseño manual y automático de comportamientos colectivos son efectivos en la producción de software de control para un enjambre que coordina a otro.

La investigación se desarrolló con simulaciones ejecutadas en ARGoS3, un simulador especializado en robótica de enjambres. Los experimentos consideraron dos grupos de robots: un “enjambre activo” conformado por cinco robots que son los encargados de coordinar, y un “enjambre pasivo” compuesto por diez robots, los cuales necesitan ser guiados por el enjambre activo para desarrollar una serie de tareas. Para crear las estrategias de coordinación entre los grupos, se exploraron métodos de diseño automático y manual de software para los robots, los cuales se probaron en cuatro tareas en las que interactúan entre sí.

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Un reto era que los robots pasivos, que se encontraban dispersos, fueran reunidos por los robots activos. Otra tarea fue la dispersión, en la que los robots pasivos se encontraban agrupados y los robots activos debían separarlos, con el fin de maximizar la distancia relativa entre ellos. El tercer reto consistía en efectuar un pastoreo en el que robots activos debían dirigir a los robots pasivos hacia un lugar determinado. Finalmente, en la cuarta actividad, la segregación, donde los robots activos buscaron separar a los robots pasivos en grupos pequeños.

Al respecto, el investigador señala que, “utilizó métodos de optimización que buscan, combinar y sintonizar diferentes comportamientos modulares (exploración, atracción, repulsión, entre otros)”. “Estos comportamientos fueron inspirados en la observación de animales sociales como las hormigas, abejas, peces, aves; y resultaron útiles para estudiar robótica colectiva en el pasado”.

El diseño automático modular es capaz de crear comportamientos complejos a partir de la combinación de comportamientos más simples. Por ejemplo, módulos de exploración (desplazamiento aleatorio por el entorno) y fototaxia (desplazamiento dirigido hacia una fuente de luz), pueden ser combinados para ayudarles a los robots a buscar y recoger objetos en su entorno, y traerlos hacia un lugar determinado.

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Los resultados mostraron que es posible hacer que robots simples con comportamientos pasivos sean adaptados con métodos de diseño automático para que otros robots (activos) puedan coordinarlos. Esta investigación se desarrolló con el apoyo de la UNAL, la Université Libre de Bruxelles e IRIDIA. Tuvo participación de estudiantes de Ingeniería Electrónica de la Universidad de Nariño. Además, contó con financiación del proyecto DEMIURGE y Minciencias.

Otro ejemplo de cómo la tecnología toma como ejemplo a la naturaleza se dio en una investigación realizada por científicos de la Universidad de Zhejiang (China), quienes crearon un innovador sistema que puede planear rutas de vuelo de microdrones con el objetivo de que no se presenten colisiones en el proceso. El método está inspirado en cómo los animales pueden llegar a coordinar de manera flexible sus rutas de vuelo colectivas, identificando obstáculos y dimensionando los espacios compartidos.

El experimento está diseñado para demostrar la navegación en enjambre con plena autonomía en un entorno muy denso, es decir, un bosque de bambú, sin dañarse a sí mismos ni a las plantas, aseguró el estudio, publicado en la revista Science Robotics. Uno de los objetivos es ayudar a los rescatistas en operaciones de búsqueda y rescate , también apoyar a los investigadores de animales y plantas o incluso plantear un nuevo sistema de entregas de paquetes por medio de drones las cuales están planeadas para un futuro cercano. Como resultado, al seguir las trayectorias planificadas, el enjambre vuela por el bosque mientras permanece en formación adecuada y no sufre accidentes o choques entre sí.

Diario La Nación / Argentina / GDA