Solo con fórmulas, científicos lograron que mil robots se movieran como un organismo vivo

Los científicos propusieron un nuevo enfoque para el control de enjambres de robots, que puede impulsar el desarrollo de la inteligencia de enjambre —un campo de la inteligencia artificial inspirado en el comportamiento de aves, peces y abejas. Esa coordinación puede desempeñar un papel importante en misiones de rescate, en la vigilancia tras desastres naturales y en otros ámbitos donde se requiere una interacción rápida y coordinada sin un control centralizado.

En la naturaleza dichos mecanismos muestran una eficiencia y robustez sorprendentes. Las aves se agrupan en bandadas para buscar alimento, los peces forman cardúmenes para escapar de los depredadores, y las abejas forman enjambres durante la reproducción de la colonia. Reproducir esta autoorganización en la robótica no había sido posible durante mucho tiempo: los enjambres artificiales seguían siendo demasiado inertes y no podían actuar con la misma libertad. Como señala Matan Yakh Ben Sion de la Universidad Radboud, uno de los principales problemas fue la falta de un mecanismo de control descentralizado capaz de unir a robots autónomos en un sistema coherente.

En el nuevo estudio se propuso un modelo geométrico simple que funciona según el principio de cargas. Los científicos introdujeron un parámetro llamado curvatura —una propiedad interna que hace que el robot cambie su trayectoria bajo la acción de una fuerza externa. A cada dispositivo se le asigna un valor positivo o negativo de esa magnitud, y de ese valor depende si se atrae hacia los vecinos o, por el contrario, se repele. Como afirma Stefano Martiniani de la Universidad de Nueva York, es la curvatura la que determina la forma del comportamiento colectivo y permite controlarlo a partir de reglas elementales.

Los experimentos demostraron que el nuevo esquema funciona no solo en interacciones por pares, sino también al escalar hasta miles de robots. Además, el principio puede integrarse directamente en el diseño mecánico del dispositivo, en lugar de programarse mediante algoritmos complejos. Esto abre la posibilidad de trasladar la tarea de controlar un enjambre desde el ámbito del software hacia la ciencia de materiales y la ingeniería estructural.

Las perspectivas de aplicación son impresionantes. Las reglas geométricas con el parámetro de curvatura pueden usarse tanto en robots industriales o logísticos como en microdispositivos destinados a la entrega de fármacos dentro del organismo. La simplicidad de implementación hace que este enfoque sea conveniente para integrarse en sistemas físicos sin necesidad de potentes recursos computacionales.

El desarrollo de la robótica de enjambres avanza a gran velocidad. En abril la empresa H2 Clipper obtuvo una patente para el uso de enjambres de robots en la fabricación aeroespacial, y un equipo de ingenieros de Pensilvania propuso una estrategia descentralizada en la que máquinas miniaturizadas se organizan en estructuras complejas respondiendo únicamente al entorno más próximo. El nuevo parámetro de curvatura continúa esta línea y traza otra vía para crear enjambres, comparables en flexibilidad y robustez con los naturales.