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1,000 Kilobots trabajan como una colonia de hormigas

Un equipo autónomo de diminutos robots logra grandes cosas al unísono y es único en su clase.

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Foto de Michael Rubinstein/Harvard SEAS

Cada kilobot por sí solo no parece gran cosa: sólo unos pocos centímetros de diámetro, parados en tres patas parecidas a un cerillo que los hacer lucir casi cómicos. Impulsados por sólo un par de pilas pequeñas, se mueven por la vibración, arrastrando las patitas hacia adelante.

La parte impresionante es lo que pueden hacer juntos. En un enjambre, 1024 robots pueden organizarse en formas de dos dimensiones, que sólo requieren la aportación inicial de información -es decir, la forma que deben adoptar- a través de una luz infrarroja.

Estos kilobots - que son el trabajo del profesor de informática Radhika Nagpal y su equipo en Harvard - se basan en el comportamiento de los enjambres biológicos y están diseñados para demostrar que los robots simples son capaces de promulgar comportamientos complejos en masa.

"La belleza de los sistemas biológicos es que son elegantemente simples y, sin embargo, en gran número, logran lo que parecía imposible," dijo Nagpal. "En momento dado, ya ni siquiera ves los individuos; sino que ves el colectivo como una entidad en sí."

Estos robots, que fueron encomendados para su fabricación en 2011, han demostrado ser capaces de formar figuras de dos dimensiones -una estrella de mar, la letra "k" (de Kilobots), una llave de herramientas - como si fueran una banda de música o una bandada de pájaros.

El autor Michael Rubinstein, de SEAS Harvard y el Instituto Wyss comparó su comportamiento al de las hormigas que se unen para formar puentes y balsas para terrenos difíciles, o amebas sociales que juntas pueden formar un único cuerpo que puede escapar de un ambiente donde el alimento es escaso. "Los colectivos biológicos implican un enorme número de entidades cooperantes -piensa en las células o los insectos o animales - que en conjunto logran una sola tarea que es una magnitud más allá de la escala de cualquier individuo", dijo.

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Foto de Michael Rubinstein/Harvard SEAS

La forma en que los Kilobots trabajan es pura genialidad por su simplicidad. Un primer conjunto de instrucciones es transmitido a los robots a través de infrarrojos, pero después de eso trabajan de forma autónoma, sin necesidad de intervención humana adicional. Cuatro robots marcan el origen de un sistema de coordenadas y los robots restantes reciben una imagen 2D.

A continuación, se reúnen en esa forma. Cada Kilobot está equipado con transmisores infrarrojos de modo que pueda comunicarse con sus vecinos, pero no tienen ningún sentido de su entorno más amplio; sólo saben dónde están sus vecinos y cuál es punto de origen, pero son capaces de montar en una forma determinada al medir la ubicación de los otros Kilobots.

"Estos robots son mucho más simples que muchos robots convencionales, y como resultado, sus capacidades son más variables y menos fiables", explicó Rubinstein. "Por ejemplo, los Kilobots tienen problemas para moverse en línea recta, y la exactitud de la distancia de detección puede variar de robot a robot." Sin embargo, la fuerza del enjambre generalmente supera los puntos débiles individuales.

Éste es el primer enjambre robot en esta escala. Pocas enjambres, de hecho, superan los 100 robots individuales, debido al costo y la mano de obra involucrada en la creación de los dispositivos y las limitaciones algorítmicas en la coordinación de un gran número.

Los Kilobots serán invaluable como un banco de pruebas para este tipo de algoritmos. El potencial de los robots enjambre es enorme, sobre todo en campos como la construcción, la agricultura, la medicina y la minería. El hardware y el software del robot están disponibles en código abierto para uso no comercial.

Puedes encontrar toda la documentación pertinente disponible de forma gratuita -en inglés- en el sitio web de los Kilobots.