19 de Febrero de 2014
Tecnología

Termitas robóticas

Un equipo de Harvard diseña robots constructores inspirados en el comportamiento de las termitas.

Kirstin Petersen, una de las autoras del estudio, junto a un termitero. [www.eecs.harvard.edu/~kirstin/]

Algunos insectos, como las hormigas o las termitas, se caracterizan por su capacidad para construir nidos fabulosos en cuanto a tamaño y complejidad. Un termitero típico alberga en su interior una miríada de galerías y cámaras interconectadas y puede llegar a medir metros de altura: varios órdenes de magnitud más de lo que mide cada una de las termitas constructoras. Sin embargo, y a diferencia de lo que hacemos los humanos, las hormigas, las abejas y las termitas levantan sus nidos sin seguir ningún plan predeterminado. En uno de los ejemplos más bellos de comportamiento emergente que pueden encontrarse en la naturaleza, estos insectos construyen sus impresionantes estructuras sin acatar órdenes de ninguna autoridad central.

En un trabajo publicado en último número de la revista Science, los investigadores de Harvard Justin Werfel, Kirstin Petersen y Radhika Nagpal han referido el diseño de un equipo de robots constructores inspirados en el comportamiento social de las termitas. A partir únicamente de reglas locales muy simples, las nuevas máquinas, de 11×17,5 centímetros de planta, pueden transportar planchas de poliuretano de unos 20 centímetros de largo y apilarlas para levantar estructuras similares a rascacielos o pirámides, entre otras.

 

  • Vídeo de Harvard en el que se explica el comportamiento de los robots-termita.

En general, se denomina sistemas complejos a aquellos formados por multitud de componentes simples cuyas interacciones dan lugar a fenómenos emergentes, o «mayores que la suma de las partes». Ejemplos típicos son las neuronas en el cerebro, la economía, o los insectos eusociales. Buena parte de las investigaciones que se realizan en este campo adoptan un enfoque de abajo arriba; es decir, una vez conocidas las reglas simples que caracterizan el comportamiento de los constituyentes, se intenta determinar qué clase de fenómenos colectivos pueden surgir a partir de ellas.

La novedad del trabajo de Werfel y sus colaboradoras reside en que, para diseñar sus termitas robóticas, los autores han seguido el enfoque inverso: a partir de la clase de estructura que querían construir, un compilador determinaba qué reglas simples debían seguir los robots-termita (cuándo avanzar, detenerse, tomar un ladrillo o soltarlo) a fin de que el resultado emergente fuese siempre la estructura deseada. Es importante señalar que las reglas calculadas eran tales que las máquinas solo podían percibir su entorno local: en particular, los robots no guardaban ningún recuerdo de sus acciones pasadas ni tenían ninguna noción global de la estructura que estaban construyendo. A pesar de ello, el proceso tendía siempre a autoorganizarse hasta acabar en la estructura deseada.

Según los autores, ese comportamiento descentralizado hace al sistema muy robusto ante accidentes o fallos. Además, el hecho de que no exista ninguna autoridad central que coordine las acciones del grupo debería permitir aumentar su escala con suma facilidad, ya que no hay ningún «jefe de obra» que pueda verse sobrecargado de trabajo debido al tamaño o a la complejidad del proyecto. Los investigadores esperan que, en el futuro, el desarrollo de robots similares pueda aprovecharse para levantar construcciones en lugares peligrosos o inaccesibles, como el escenario de una catástrofe natural o en entornos extraterrestres.

Más información en Science (artículo técnico y reseña del trabajo) y en la página web de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Harvard.

—IyC

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