Robots inspirados en las termitas

Un grupo de investigadores de la Universidad de Harvard, ha creado unos pequeños robots capaces de construir complejas estructuras basándose en el comportamiento de las termitas.
No es algo nuevo en el mundo de la ciencia la observación de la naturaleza para aplicaciones humanas. De hecho, muchas de las más modernas tecnologías se basan en esta observación continua del ser humano de aquello que le rodea y que viene esculpiéndose en la misma naturaleza durante millones de años.

Este es el caso de este grupo de científicos, que observando el comportamiento de las termitas han conseguido crear unos minúsculos robots que pueden construir elevadas y complejas estructuras sin muchas reglas ni un plan detallado.

Según explica el trabajo publicado en la revista Science, estos pequeños al igual que las termitas, son capaces de captar el entorno inmediato y señales limitadas de los otros ejemplares, para crear estructuras mayores.

La ventaja que observan los científicos encargados de este proyecto, es precisamente la falta de sofisticación de la programación empleada. Creen que la utilización de estos pequeños pero numerosos robots podrían ser de gran utilidad en lugares de difícil acceso como zonas de desastres o en el espacio. La mayor virtud sería la supervivencia del proyecto en caso de destrucción de algunas unidades, ya que el resto de las pequeñas máquinas podrían seguir con el desarrollo, siendo capaces de realizar el trabajo de las unidades perdidas.

«Por lo pronto no vamos a enviar más robots a Marte, pero en el mediano plazo este concepto «termita» se puede usar para construir barreras de arena en zonas de inundación», le explicó a la BBC Justin Werfel, el líder de la investigación y miembro del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard.
Y añadió: «Estos son los tipos de robots que vas a querer cuando la situación se ponga difícil, pantanosa o peligrosa».

Aprendiendo de las termitas

Desde el comienzo del proyecto, Werfel y su equipo centraron su desafío en definir un bajo número de órdenes que puedan seguir las máquinas para lograr resultados predecibles. Para ello desarrollaron un concepto proveniente del mundo de los insectos, el algoritmo de las hormigas. Se trataba de obtener un comportamiento coordinado y adaptado a las condiciones de un determinado ambiente, al igual que hacen las termitas, que se adaptan al material y las diferentes condiciones que se encuentran cuando levantan sus nidos.

Cuando las termitas construyen sus elaborados termiteros, realmente lo hacen de una manera sencilla. Una termita lleva un pedazo de tierra a un lugar del nido, si esa ubicación está ocupada, se desplaza hasta la siguiente que esté disponible y lo deja allí. Así sucesivamente los miembros de la colonia actúan de igual manera, siguiendo los trazos químicos que van dejando las termitas durante las diversas fases de construcción.
Los robots diseñados por el equipo de la Universidad de Harvard hacen básicamente lo mismo, con la diferencia de que éstos ubican bloques en lugar de tierrra.
Funciona así: primero se específica la estructura, que puede ser una pirámide o un castillo. El sistema genera de forma automática una serie de órdenes de construcción de bajo nivel de complejidad que los robots deben seguir para garantizar las producción de esa estructura.
Al fragmentar el objetivo en un grupo de trabajo -se explica en el informe- se reduce la información que necesita cada robot para desempeñar la tarea.
«Solo tienen cuatro tipos de sensores: infrarrojo, ultrasonido, un acelerador para escalar y botones táctiles. Esto los hace fácil de programar», dijo Kirsten Petersen, uno de los miembros del equipo.
Los robots, además, pueden sentir la presencia de bloques, otros robots cercanos y el espacio rectangular, moviéndose a través de él.

Evolución probada

Estos robots también pueden construir escaleras para bajarlas y subirlas, y de esa forma poder levantar las estructuras.
Pero tal vez el concepto más importante implementado en estas máquinas es que solo perciben algo cuando está muy cerca. O sea, no tienen conocimiento de cómo están quedando las cosas o sobre las acciones de los otros robots.

Se puede decir con certeza que las termitas son uno de los grandes constructores de la naturaleza

«Ellos reciben unas órdenes sobre cómo deben moverse dentro del espacio de trabajo. Si le pedimos que construyan algo más, las órdenes de cómo moverse deben ser diferentes», explicó Werfel.
Además señaló Werfel, en medio del proceso de construcción se puede quitar o añadir robots y no hace diferencia. De hecho, si la estructura que se está diseñando llegara a sufrir un daño, estas máquinas podrían retomar la construcción en ese punto y terminarlo.
«Le pongo otro ejemplo: si usted envía al robot de las ‘Guerra de las Galaxias’, C3PO, a una misión así y lo destruyen, mala suerte, no puede hacer nada. Pero si usted envía un ejército de hormigas y la mitad son barridas por un río, el resto de ellas puede continuar la tarea», anotó Werfel.
Pero no son solos cuestiones prácticas: para la profesora Judith Korb de la Universidad de Friburgo, Alemania, este tipo de aplicaciones robóticas también pueden servir para el estudio de especies vivas y sus mecanismos de evolución.
«Es posible utilizar este programa para evaluar cómo los insectos llegaron a hacer este tipo de cosas de una forma tan eficiente. Pero a la vez, también podamos evaluar si la evolución no los ha restringido un poco en sus habilidades», sostuvo Korb.