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Hemos dado algunos pasos importantes en robótica e inteligencia artificial en los últimos años, pero aún no hemos construido robots que puedan superar lo mejor que la naturaleza tiene para ofrecer, y una nueva investigación explora las razones clave.

Al revisar y hacer referencia a más de cien estudios previos, y al comparar robots con animales en categorías como potencia, estructura, actuacióndetección y control, la conclusión fue bastante sorprendente.

No es que nuestros robots más avanzados estén muy por detrás en alguna categoría en particular. El problema es que todavía no hemos descubierto cómo combinar todos estos elementos diferentes y millones de años de evolución tiene.

«A nivel de sistema, los robots no son tan buenos», dice El ingeniero mecánico Kaushik Jayaram de la Universidad de Colorado Boulder.

«Nos topamos con compensaciones inherentes al diseño. Si intentamos optimizar una cosa, como la velocidad de avance, podríamos perder algo más, como la capacidad de giro».

Los animales se clasificaron frente a los robots en categorías como agilidad. (Burden et al., Robótica científica2024)

Como ejemplo, Jayaram señala a un robot inspirado en una cucaracha ayudó a desarrollar en 2020. Se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás, pero tiene dificultades cuando llega el momento de cambiar de dirección o moverse sobre una superficie que no es plana.

Estas compensaciones también pueden combinarse en un beneficio, cuando dos procesos interactúan de maneras inesperadas que ayudan al sistema. Aunque es más probable que este tipo de interacción aparezca en sistemas más complejos, son difíciles (si no imposibles) de predecir.

Los investigadores también señalan que incluso los insectos más pequeños venció a la mayoría de los robots en detectar el mundo que los rodea y adaptar sus acciones a él; una flexibilidad y agilidad que son cruciales si quieres moverte de forma rápida y segura.

robots contra animales
Los robots pueden vencer a los animales en determinadas áreas, pero no en armar todo. (Burden et al., Robótica científica2024)

Luego está el poder. Si bien los motores y las baterías pueden vencer a los tejidos y músculos en ciertas métricas, en los animales la energía está completamente integrada con la información sensorial en las mismas subunidades celulares.

«Los animales son, en cierto sentido, la encarnación de este principio de diseño fundamental: un sistema que funciona muy bien en conjunto». dice Jayaram. «La naturaleza es una maestra realmente útil».

Una de las motivaciones que impulsan la nueva investigación es que inspirará a los ingenieros a crear robots que sean más flexible y ágily más capaces de adaptar su forma de moverse según el escenario.

La sugerencia del equipo de investigación es que podríamos centrarnos en intentar mejorar en la construcción de «subunidades funcionales» donde se combinen diferentes elementos. Tal como lo son en las células de los animales. – elementos como el poder, la sensación y el movimiento.

Esta táctica brindaría más oportunidades para explorar compensaciones negativas y posibles propiedades emergentes. Hasta logramos una mejor comprensión de estos factores, guepardos y las cucarachas seguirán teniendo ventaja.

«Como ingeniero, es un poco perturbador». dice Jayaram. «Después de 200 años de intensa ingeniería, hemos podido enviar naves espaciales a la luna y Marte y mucho más.»

«Pero es desconcertante que todavía no tengamos robots que sean significativamente mejores que los sistemas biológicos en locomoción en entornos naturales».

La investigación ha sido publicada en Robótica científica.