Un equipo portugués, perteneciente al Instituto de Telecomunicaciones de la Universidad de Lisboa, equipado con controladores Raspberry Pi y pequeños barcos hechos en casa, han sido los primeros en demostrar la navegación de un enjambre de robots acuáticos inteligentes de superficie en un entorno real.
Un video, que describe su trabajo, ha sido nominado como el “Best Robot Video Award” en el concurso de videos de la Association for the Advancement of Artificial Intelligence (AAAI):
“La robótica de enjambres es un cambio de paradigma”, dice el doctor Anders Christensen, investigador principal del proyecto. “Nos basamos en muchos robots pequeños, simples y de bajo coste, en lugar de uno solo, grande, complejo y costoso.”
Los enjambres tienen el potencial de aumentar a cientos o miles de robots y cubrir grandes áreas, lo que es ideal para tareas como la vigilancia del medio ambiente, búsqueda y rescate, y vigilancia marítima. El equipo se centra en el desafío de cómo controlar este tipo de grandes grupos de robots de forma autónoma.
“El control de un enjambre de robots a gran escala no se puede hacer de forma centralizada. Cada robot debe decidir por sí mismo cómo llevar a cabo la misión, y cómo coordinarse con sus vecinos.”
Los investigadores recurrieron a enfoques inspirados en la naturaleza para el diseño de su enjambre robótico. En lugar de programar manualmente los robots para llevar a cabo una misión, se emplearon lo que puede llamarse aceptablemente “algoritmos evolutivos” para sintetizar el controlador de cada robot. Los algoritmos evolutivos imitan la evolución darwiniana, para generar automáticamente la inteligencia artificial que controla cada máquina.
“Los robots, básicamente, aprenden a cooperar entre sí por sí mismos”, dice Christensen. Cada robot es controlado por una red neuronal artificial, un “cerebro artificial” que les permite llevar a cabo las misiones de forma autónoma, sin un operador humano o una estación de control central.
El equipo demostró las capacidades de un enjambre de hasta diez robots en diversas tareas colectivas, incluyendo la vigilancia área, navegación por ‘waypoints’, agregación y dispersión.
La plataforma robótica fue construida por el equipo utilizando técnicas de fabricación digital y componentes ampliamente disponibles, a fin de que los robots sean de bajo coste.
Cada robot cuesta alrededor de 300€ en materiales. El casco de las embarcaciones acuáticas se construye a partir de espuma de poliestireno mecanizada por CNC y equipado con componentes impresos en 3D. Cada robot está equipado con GPS y brújula y se puede comunicar con los robots vecinos utilizando Wi-Fi. El cerebro artificial se ejecuta en un ordenador Raspberry Pi 2.
El equipo ahora está trabajando en el desarrollo de la segunda generación de sus robots acuáticos, que estará equipado con sensores más avanzados y debe ser capaz de llevar a cabo misiones de larga duración en el mar. Los enjambres de robots acuáticos tienen el potencial para sustituir a buques tripulados caros y evitar que la tripulación corra peligro en muchas misiones marítimas.
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