Esta semana en la ciencia 15|22

El pase de diapositivas requiere JavaScript.

El comportamiento adaptativo de los robots

Una de las metas para los desarrolladores en este sentido, es la construcción y programación de robots que sean capaces de imitar la forma en que los animales se adaptan a los cambios cuando, por ejemplo, se presenta una lesión que les incapacita para el uso de un miembro.

En los últimos años, hemos sido testigos del vertiginoso desarrollo que ha tenido la tecnología enfocada en la construcción de máquinas automatizadas para la realización de las más diversas tareas, en muchos ámbitos del quehacer humano, desde la industria, la salud, la investigación y hasta el entretenimiento. Los dispositivos tecnológicos son cada vez más versátiles, capaces de intervenir e interactuar con el entorno de muy diversas maneras, y no sólo ejecutar las tareas ya programadas, sino recibir información del exterior y procesarla para adaptarse a las circuntancias. Se trata de los robots, que debido a estas características, han pasado ya de la simple automatización a mostrar una creciente autonomía, lo cual les otorga gran importancia a futuro, pues no es difícil prever la utilidad que tendrán en labores como la exploración submarina o espacial.

digi_121 (1)
Imagen: Robots NAO. Dr. Bruno Lara. Centro de Investigación en Ciencias, UAEM.

Si bien los robots son ya actores protagónicos en situaciones como las mencionadas (basta recordar los dispositivos usados en desastres nucleares o los vehículos que se encuentran en Marte), queda aún mucho por hacer en cuanto a la capacidad que tienen para adaptarse a las condiciones cuando estas cambian, ya sea porque se modifica el entorno o por desperfectos o daños sufridos por el robot. En ese aspecto, la “autonomía” de las máquinas está todavía muy limitada y depende en gran medida de la programación original del robot. Una de las metas para los desarrolladores en este sentido, es la construcción y programación de robots que sean capaces de imitar la forma en que los animales se adaptan a los cambios cuando, por ejemplo, se presenta una lesión que les incapacita para el uso de un miembro.

Semana -1522 - 1 Robot
Imagen ilustrativa no relacionada con los experimentos.

  Hasta hora, el enfoque general en robótica ante estas situaciones implicaba un procedimiento preprogramado de dos fases: el autodiagnóstico, y la elección y ejecución de un plan de contingencia prediseñado. Uno de los aspectos que limitan este método es que los diseñadores y programadores difícilmente pueden predecir todas las contingencias que podrían presentarse en situaciones de alta complejidad, como puede ser la intervención en zonas de desastre. Lo que actualmente se busca es que los robots puedan adaptarse a dichas circunstancias como lo hacen los animales.

Semana -1522 - 2 Robot
Imagen ilustrativa no relacionada con los experimentos.

Los animales muestran una capacidad de adaptación que excede lo que los robots pueden hacer, tanto en el nivel de recuperación como en la rapidez con que lo logran. En la fauna se observa un procedimiento completamente distinto a la preprogramación robótica: por ejemplo, cuando un animal lesiona uno de sus miembros, la compensación es resultado de comportamientos inmediatos de ensayo y error. Los dispositivos actuales que utilizan este enfoque han tenido grandes avances, pero que quedan aún lejos de lo que naturalmente hacen los animales; en entornos pequeños se ha logrado algún nivel de aprendizaje de este tipo, pero en periodos que van desde los 15 minutos hasta varias horas, algo muy distinto a los dos minutos que puede tardar un animal.

Semana -1522 - 3 Robot
Robots utilizados en los experimentos de la Universidad Pierre et Marie Curie. Nature.

Esta semana, un equipo de desarrolladores, encabezado por investigadores de la Universidad Pierre et Marie Curie de París, publicó un reporte en el que se presenta un nuevo algoritmo “inteligente” de ensayo y error que permite a los robots adaptarse a los daños en menos de dos minutos, en entornos espaciosos y sin que se requiera autodiagnóstico ni planes previos de contingencia. El robot crea un mapa del entorno y comportamientos que puede llevar a cabo; en caso de un desperfecto, la máquina utiliza ese ”conocimiento” para dirigir un algoritmo inteligente de ensayo y error que conduce una serie de pruebas para descubrir rápidamente un comportamiento que compense el daño. El equipo de investigación puso a prueba el algoritmo en experimentos con dos prototipos distintos: un robot de seis patas que fue “dañado” de cinco formas distintas, incluyendo la remoción, rotura o inhabilitación de alguna de las extremidades; asimismo, se utilizó un brazo robótico articulado en el que se impusieron 14 formas distintas de desperfectos. De acuerdo con el reporte, los experimentos resultaron exitosos en lograr la adaptación a la nueva circuntancia en tiempos similares a los de los animales y recuperando en casi un cien por ciento la habilidad perdida. Los autores aseguran que este nuevo algoritmo hará posible tener robots autónomos más robustos y efectivos, y puede arrojar luz sobre los principios presentes en la adaptación de los animales.

Video: https://youtu.be/KFDMm666QBU

Con información del artículo publicado en Nature n.º 7553, el 28 de mayo de 2015.

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s