Es muy probable que de niños nos hayamos quedado alguna vez fascinados observando una senda de hormigas. Esos estrechísimos caminitos totalmente abarrotados de laboriosos y diminutos insectos que van desde el hormiguero hacia las fuentes de alimento. Si observábamos la senda con más atención comprobábamos que, a pesar de su recorrido zigzagueante, las hormigas en realidad seguían el camino más corto posible hacia su objetivo y los ángulos de su zigzag en realidad son los más óptimos posibles para adaptarse a un terreno irregular. ¿Cómo lo hacen?

Las capacidades ingenieriles de las hormigas son asombrosas, pero en realidad no requieren mucho cerebro para ser realizadas. Y eso es lo realmente sorprendente, que algo que parece tan complejo pueda ser llevado a cabo con unas instrucciones muy sencillas. En el caso de las hormigas es esta: “sigue el olor de otra hormiga”. Con eso se consigue un bucle con retroalimentación positiva. Cuanto mayor sea el número de hormigas que pasan por un sitio, mayor será el olor a hormiga y mayor será el número de hormigas que pasen por la senda, reforzando de esa manera la señal olorosa.

Lo bueno de las instrucciones sencillas es que pueden ser codificadas y utilizadas en robots. Si diseñamos un conjunto de robots capaces de emitir una luz azul en el suelo, y se les programa con la instrucción: “sigue a la luz azul”, lo que obtendremos será una senda luminosa azul para robots. Lo que encontró Simon Garnier, de la Universidad de Toulouse, es que las máquinas imitarán perfectamente el comportamiento de las hormigas. El hecho de que los robots puedan reproducir un comportamiento animal ha llamado la atención de los etólogos. Se han diseñado robots que se comportan como hormigas, cucarachas, ratones, pollos…, para así poder entender mejor el comportamiento animal y las capacidades cognitivas necesarias para poder interaccionar con el medio ambiente.

Uno de los beneficios de usar robots es que los etólogos pueden experimentar con la mente de un animal pero sin necesidad de animal. Los experimentos en neurociencias son caros, laboriosos y en más de una ocasión pueden originar polémicas de carácter bioético. Pongamos por ejemplo que queremos estudiar el comportamiento de cómo los cachorros de un mamífero interaccionan y se agrupan entre ellos en los primeros días de vida. Para abordar este problema el grupo del investigador Jeffrey Shank, de la Universidad de California en Davis, diseñó unas ratas-robot que tenían un anillo con sensores de presión, lo que les permitía responder al contacto de otra rata-robot. Luego programaron unas reglas de agregación en el chip de cada robot. Cuando soltaron a las ratas-robot en una habitación observaron que se movían y agrupaban de manera similar a los roedores. Pero la sorpresa vino después. Al analizar los datos comprobaron que el programa informático estaba mal diseñado y no había llegado a funcionar. Las ratas-robot se habían estado moviendo constantemente al azar y su comportamiento era una consecuencia de cómo era el espacio donde se movían y de cómo era el cuerpo de la rata-robot. Eso indicaba que la cognición y el comportamiento de un animal están en función del medioambiente, la forma del cuerpo y el cerebro. Algunos comportamientos cognitivos sí que requieren la intervención de las llamadas altas funciones cerebrales, pero hay otros que surgen espontáneamente por las condiciones del propio sistema.

Es decir, intentando resolver un problema de ingeniería uno puede obtener una respuesta a una cuestión biológica. En la Universidad de Nueva York, Frank Grasso está interesado en cómo las langostas marinas utilizan los aromas disueltos en el agua para localizar y perseguir a sus presas. Sus primeras langostas-robot estaban programadas para dirigirse a los lugares donde un determinado compuesto químico tenía una mayor concentración a la manera del juego de esconder algo y dar pistas del tipo “frío, templado, caliente, te quemas”. Pero el comportamiento observado de los robots era muy distinto al observado en las langostas. Faltaba algo, y ese algo eran las corrientes que hay en el agua marina. Al integrarles a las langostas-robot un sensor de flujo y programarlas para asumir que los aromas siempre vienen de corriente arriba, se comenzaron a comportar como sus análogos marinos. Este resultado indica que el cerebro del animal debe de ser capaz de procesar dos tipos de información simultáneamente: concentración química y dirección del flujo. ¿Y para qué puede servir una langosta-robot? Pues puede ser utilizada para localizar escapes submarinos de productos tóxicos.

El profesor Frank Grasso sosteniendo una langosta-robot, capaz de detectar fugas submarinas de un compuesto químico gracias a sus sensores de concentración y de dirección de flujo.

 

El disponer de este tipo de robots autónomos que “sienten y reaccionan” a su medio ambiente ha permitido a los investigadores ir un paso más allá. José Halloy, de la Universidad de Paris Diderot, ha conseguido que sus cucarachas robóticas sean acogidas como auténticos congéneres por los insectos que imitan. Algo que ha facilitado su tarea es que las cucarachas se identifican entre sí gracias a una feromona, es decir, gracias al olor corporal a cucaracha. Así que basta impregnar a los robots con una gota de feromona para ser “presentados en sociedad”. Lo siguiente que hicieron fue averiguar si el número de robots de un grupo podía modificar el comportamiento de los integrantes de dicho grupo. La forma de hacerlo fue muy curiosa. Las cucarachas prefieren esconderse en lugares oscuros. Si uno pone un robot-cucaracha en un grupo, este será aceptado, pero si se va a una zona algo iluminada el resto de cucarachas no lo seguirá. Sin embargo si se integra en el grupo una docena de robots-cucaracha, entonces la mayoría de las cucarachas seguirán a los robots a las zonas más iluminadas. Un claro ejemplo de la influencia que puede ejercer una pequeña parte de un grupo en la toma de decisión por parte de todo el grupo.

 

¿Cuál es el futuro? Bueno, los animales pueden hacer cosas que los robots no pueden, sobre todo orientarse en un espacio complejo. Pero los robots también pueden hacer cosas imposibles para los animales. Puede parecer ciencia-ficción, pero Halloy se pregunta si un animal podrá manejar un robot y si juntos podrán hacer más que de manera separada.

Este artículo es un resumen del artículo “Send it the bots”, publicado en la revista The Scientist.

 

http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/37635/title/Send-in-the-Bots/.

Fuente de las Imágenes.

Wikipedia

The Scientist

Universidad de Nueva York