En el futuro, los enjambres de robots podrían ayudarnos a realizar tareas que van desde el rescate hasta la agricultura, según afirman los investigadores.
Imagina, por ejemplo, una bandada de robots aéreos buscando a un excursionista perdido. Deben cubrir una gran zona de monte remoto, y un comandante central no funcionaría porque están muy dispersos.
Así que, en cambio, los robots trabajan de forma cooperativa para calcular la mejor manera de cubrir y buscar esta amplia zona con precisión y rapidez.
"Esperamos crear algún día un enjambre robótico capaz de desplazarse y bailar como una bandada de estorninos..."
Este escenario es menos Black Mirror de lo que parece, y trata más bien de centrarse en soluciones prácticas para trabajos que son difíciles de realizar para los seres humanos, afirma Airlie Chapman, de la Escuela de Ingeniería de Melbourne.
Al describir el enfoque de su investigación en ingeniería mecatrónica, Chapman afirma que “se centra en la robótica multivehículo, es decir, en muchos robots que trabajan juntos para alcanzar un objetivo común”.
Los ingenieros mecatrónicos estudian los avances en automatización y fabricación, combinando múltiples disciplinas de la ingeniería. Y puede implicar la creación de máquinas inteligentes que son conscientes de su entorno y pueden tomar decisiones autónomas.
Chapman trabaja específicamente en el campo de la robótica multivehículo o de enjambres. Combinando ingeniería mecánica, eléctrica y de software para construir los robots, Chapman programa después los vehículos mediante algoritmos para que reaccionen y piensen de forma autónoma.
Muchos robots son mejores que uno
“Usar muchos vehículos aéreos no tripulados (UAV) más pequeños en lugar de uno grande tiene ventajas, especialmente para tareas como limpiar un derrame de petróleo, la vigilancia ambiental o la búsqueda de supervivientes de un derrumbe en una mina”, afirma Chapman.
"A esto se le llama interacción humano-enjambre"
No solo existe el elemento de redundancia con vehículos más pequeños —perder un pequeño UAV de un grupo supone menos problema que perder un único UAV grande—, sino que también hay ventajas en la implementación. Por un lado, está la mayor capacidad de cobertura y la reducción de costes.
“Un enjambre de robots pequeños y baratos, cada uno con poca capacidad, puede reemplazar a un robot costoso y muy capaz”, afirma.
En Australia, los UAV se utilizan ahora para la vigilancia agrícola, así como para el socorrismo y el rescate en el océano, lo que significa que el trabajo se realiza más rápido, algo especialmente importante en aplicaciones sensibles al tiempo.
Actualmente, en las operaciones de rescate, un socorrista capacitado tiene que pilotar el UAV. ¿No sería más fácil que el UAV pudiera trabajar de forma autónoma? Así se evitaría apartar al socorrista de su ámbito de especialización, a la vez que se añadiría otro par de “ojos” que vigilen a los nadadores en el oleaje.
Pero el oleaje, en ocasiones mortal, de Australia es solo uno de los peligros que los robots de Chapman y sus colegas podrían vigilar.
“En las operaciones de extinción de incendios forestales, los sistemas autónomos pueden trabajar junto con los seres humanos. Un grupo de vehículos aéreos podría apoyar a los bomberos proporcionando información crítica sobre las condiciones cambiantes del fuego.
“A medida que los bomberos avanzan con el frente del fuego, el grupo puede moverse de forma coordinada, posicionándose mejor para recopilar y transmitir información más relevante. A esto se le llama interacción humano-enjambre”, afirma Chapman.
Resolver problemas de forma sencilla
Aunque pueda sonar tecnológicamente intimidante, Chapman afirma que parte de su trabajo consiste en comunicar “soluciones fáciles de entender para problemas realmente complejos”. Y utiliza esa habilidad para generar beneficios en resultados del mundo real, en el oleaje, en el campo y en el medio natural.
El potencial del trabajo de Chapman para impactar en múltiples industrias también es muy amplio, incluyendo la aeroespacial y la defensa, las infraestructuras críticas y la logística, la robótica agrícola e incluso la automatización en la minería. Y se vincula con su objetivo de eliminar el elemento humano de “tareas aburridas, sucias y peligrosas”.
Mientras su investigación mira hacia el futuro, la inspiración de Chapman también proviene de la naturaleza.
“Siempre he estado muy orientada a las matemáticas. La oportunidad de ver algo actuar y bailar al ritmo de tus matemáticas es muy emocionante. Puedes observar bancos de peces o una bandada de pájaros y escribir la misma ecuación para robots”, afirma.
Pero Chapman afirma que también hay una oportunidad creciente para la interacción y la colaboración entre humanos y robots, uniendo fuerzas para resolver los grandes desafíos de la sociedad.
Trabajar en equipo
“En el futuro, los UAV serán más discretos y actuarán como recolectores de grandes datos”, afirma Chapman. “Los vehículos más pequeños serán un componente esencial en este sentido, recopilando silenciosamente información en tiempo real y desde una perspectiva aérea, algo fundamental para que los sistemas interconectados funcionen bien en conjunto.”
“Estos robots podrían proporcionarnos datos fiables que amplíen nuestro conocimiento del mundo. El riego de precisión de los cultivos, por ejemplo, podría aportarnos mapas más precisos de la erosión del suelo, la salud de los cultivos y la escorrentía de agua, a la vez que minimiza el consumo de agua”, afirma.
Así que, robots y humanos trabajando juntos.
Chapman afirma que esta interconectividad es una tendencia que veremos crecer en la ingeniería del futuro. Ya sea utilizando robots para mejorar la eficiencia de los rescates coordinados en la recuperación tras desastres o mejorando las redes de transporte interconectadas, el potencial de la robótica multivehículo para ayudar a los humanos es ilimitado.
“Esperamos crear algún día un enjambre robótico que pueda desplazarse y bailar como una bandada de estorninos, todo gracias a las matemáticas y la ingeniería.”
