Desde las mariposas a las que les brotan alas hasta los cangrejos ermitaños que cambian de caparazón, muchos animales deben adaptar sus características externas para sobrevivir. Aunque los seres humanos no experimentamos ese tipo de metamorfosis, a menudo intentamos crear objetos funcionales que se adapten de manera similar, incluidos nuestros robots.
Sin embargo, pese a lo que quizá hayas visto en las películas de «Transformers», los robots actuales siguen siendo bastante rígidos. Cada una de sus partes suele tener una estructura fija y un único propósito definido, lo que dificulta que realicen una gran variedad de acciones.
Investigadores del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT buscan cambiar eso con un nuevo robot transformable que es algo así como un superhéroe: puede transformarse con distintos «atuendos» que le permiten realizar diferentes tareas.
Apodado «Primer», este robot cúbico puede controlarse mediante imanes para que camine, ruede, navegue y planee. Realiza estas acciones usando distintos exoesqueletos, que comienzan como láminas de plástico que se pliegan en formas específicas al calentarse. Cuando Primer termina su tarea, puede desprenderse de su «piel» sumergiéndose en agua, que disuelve el exoesqueleto.
«Si queremos que los robots nos ayuden a hacer cosas, no es muy eficiente tener uno distinto para cada tarea», dice Daniela Rus, directora de CSAIL e investigadora principal del proyecto. «Con este enfoque inspirado en la metamorfosis, podemos ampliar las capacidades de un solo robot dándole distintos “accesorios” para usar en diferentes situaciones».
Las distintas formas de Primer ofrecen diversas ventajas. Por ejemplo, «Wheel-bot» tiene ruedas que le permiten moverse el doble de rápido que «Walk-bot». «Boat-bot» puede flotar en el agua y transportar casi el doble de su propio peso. «Glider-bot» puede planear distancias mayores, lo que podría ser útil para desplegar robots o cambiar de entorno.
Primer incluso puede llevar varios atuendos a la vez, como una muñeca rusa. Puede añadir un exoesqueleto para convertirse en «Walk-bot» y luego acoplarse a otro exoesqueleto, más grande, que le permite transportar objetos y avanzar dos longitudes de su cuerpo por segundo. Para desplegar el segundo exoesqueleto, «Walk-bot» pisa la lámina, que después cubre al robot con sus cuatro brazos que se pliegan solos.
«Imaginemos futuras aplicaciones para la exploración espacial, en las que podríamos enviar un solo robot a Marte con un conjunto de exoesqueletos», dice el investigador posdoctoral Shuguang Li, uno de los coautores del estudio. «El robot podría entonces realizar distintas tareas usando diferentes “atuendos”».
El proyecto estuvo dirigido por Rus y Shuhei Miyashita, antiguo investigador posdoctoral de CSAIL, ahora director del Grupo de Microrrobótica de la Universidad de York. Entre sus coautores figuran Li y el estudiante de posgrado Steven Guitron. Un artículo sobre el trabajo aparece en la revista Science Robotics el 27 de septiembre.
La metamorfosis de los robots
Primer se basa en varios proyectos anteriores del equipo de Rus, entre ellos bloques magnéticos que pueden ensamblarse en distintas formas y microrrobots de un centímetro de longitud que pueden personalizarse con precisión a partir de láminas de plástico.
Aunque se han desarrollado robots capaces de cambiar de forma o función en tamaños mayores, por lo general ha sido difícil construir estructuras de ese tipo a escalas mucho menores.
«Este trabajo supone un avance respecto al trabajo anterior de los autores, ya que ahora han demostrado un método que permite crear cinco funcionalidades distintas», dice Eric Diller, experto en microrrobótica y profesor adjunto de ingeniería mecánica de la Universidad de Toronto, quien no participó en el artículo. «En los trabajos anteriores, como mucho se alternaba entre solo dos funcionalidades, como las formas “abierta” o “cerrada”».
El equipo expone muchas posibles aplicaciones para robots capaces de realizar varias acciones con solo cambiarse rápidamente de traje. Por ejemplo, imaginemos que hay que trasladar un equipo al otro lado de un arroyo. Un solo robot con varios exoesqueletos podría navegar por el arroyo y luego transportar objetos en la otra orilla.
«Nuestro enfoque demuestra que la fabricación inspirada en el origami nos permite contar con componentes robóticos versátiles, accesibles y reutilizables», dice Rus, profesora Andrew y Erna Viterbi de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT.
Diseñados en cuestión de horas, los exoesqueletos se pliegan hasta adquirir su forma tras calentarse durante apenas unos segundos, lo que apunta a un nuevo método para fabricar robots rápidamente.
«Imagino que dispositivos como estos podrían utilizarse en “microfábricas”, donde piezas y herramientas prefabricadas permitirían a un solo microrrobot realizar muchas tareas complejas bajo demanda», dice Diller.
Como siguiente paso, el equipo planea explorar cómo dotar a los robots de una gama aún más amplia de capacidades, desde desplazarse por el agua y excavar en la arena hasta camuflar su color. Guitron imagina una futura comunidad de robótica que comparta diseños de piezas de código abierto, de forma parecida a como los aficionados a la impresión 3D intercambian ideas en sitios como Thingiverse.
«Imagino que algún día podremos personalizar robots con distintos brazos y apéndices», dice Rus. «¿Por qué actualizar todo un robot cuando basta con actualizar una de sus partes?».
Este proyecto recibió apoyo, en parte, de la Fundación Nacional de Ciencias.
