Por lo general, los robots están controlados mediante sensores y accionadores conectados a una unidad central de procesamiento, esto es, una suerte de sistema nervioso robótico. Tradicionalmente, la flexibilidad de este sistema se ha visto limitada dado que dicho sistema nervioso está estrictamente determinado por la forma del robot. El desarrollo de un sistema más modular integrado por múltiples unidades haría posible un mayor grado de adaptabilidad. En principio, los robots podrían disponer de un mayor tiempo de adaptación morfológica que los organismos naturales, así como de diferentes capacidades, formas y tamaños que pueden configurarse según se requiera.
No obstante, la existencia de limitaciones en las formas predefinidas que las unidades pueden adoptar, así como la dependencia de un sistema de control distribuido, han restringido la coordinación y el control de los robots modulares, que sólo han podido hacer gala de una variedad limitada de acciones programadas. El equipo a cargo del proyecto financiado con fondos europeos E-SWARM ha informado recientemente de que ha conseguido diseñar un sistema modular capaz de adaptar su configuración, adoptando formas y tamaños diferentes según la tarea a realizar o el entorno de manera autónoma.
Implantar robots con un sistema nervioso integrable (MNS)
El estudio, publicado recientemente en la revista
Nature Communications, señala que el comportamiento de la mayor parte de los robots modulares actuales se rige por paradigmas de control semejantes a los mecanismos de señalización de organismos naturales simples tales como el moho mucilaginoso unicelular, capaz de alterar su composición corporal. Sin embargo, tal y como ocurre con sus homólogos biológicos, estos robots carecen de un sistema nervioso que pueda integrar de forma holística las distintas partes en un conjunto funcional y adaptativo. Esto implica que, aunque se trate de unidades autónomas, se sustentan en métodos distribuidos para su coordinación.
El equipo de E-SWARM describió el modo en que han creado unos robots cuyo cuerpo y sistemas de control formaban nuevos sistemas robóticos en caso de resultar necesario, manteniendo un control sensomotriz pleno independientemente de la forma o el tamaño adoptados. En dichos sistemas robóticos MNS, en los que las unidades se conectan a través del sistema nervioso de la máquina, la unidad central de toma de decisiones se denomina «unidad cerebral». Estos robots MNS eran capaces de unirse integrando unidades con distintas capacidades en su cuerpo para formar entidades más grandes con un único controlador centralizado. También pueden dividirse en cuerpos separados con unidades cerebrales independientes, y autorrepararse eliminando o reemplazando las partes estropeadas —incluso la unidad cerebral—.
El equipo llevó a cabo un experimento con diez unidades robóticas. Las unidades formaron una serie de robots MNS de diferentes formas y tamaños, adecuándose a unas normas de comportamiento preestablecidas. Por ejemplo, todos los robots mostraron la misma reacción sensomotriz coordinada a un estímulo que implicaba «apuntar» hacia éste usando diodos emisores de luz (LED), por un lado, y alejarse de él cuando se acercaba lo bastante, por otro. Cuando un grupo de unidades apuntaba al estímulo, únicamente el LED más cercano al mismo emitía luz, sin importar a qué unidad robótica perteneciera.
Creando los robots ágiles del futuro
Pese a que en el experimento sólo se emplearon diez unidades, el autor del artículo señala que su sistema está diseñado para ser escalable, tanto en lo que respecta a los recursos informáticos para el control de los robots como en el tiempo de reacción a los estímulos, dentro de los límites del sistema. De cara al futuro, el equipo sugiere la posibilidad de que los robots se diseñen para adaptarse a distintas tareas, en lugar ceñirse únicamente a labores concretas.
En la actualidad, el equipo del proyecto pretende ampliar el concepto de robots modulares que pueden reconfigurarse a sí mismos para pasar del ámbito bidimensional al tridimensional, por ejemplo mediante el diseño de articulaciones flexibles. El proyecto sugiere que los avances en materia de potencia y técnicas informáticas deberían ser capaces de compensar los millones de años de evolución que han sido necesarios en el mundo natural para solventar cuestiones de diseño del mismo tipo.
Para más información, consulte:
Sitio web del proyecto
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