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Martes, 1 mayo 2012
Robótica

Robot metamórfico hecho de partículas parecidas a granos de arena

Imagine que tiene una caja grande con un montón de partículas diminutas cuyo aspecto es el de arena. Usted entierra en esa "arena" el modelo a pequeña escala de una silla. Unos segundos después abre de nuevo la caja y saca de ella una silla de tamaño real. La "arena" se ha congregado en una réplica a gran escala del modelo.

Este portento, propio de la ciencia-ficción, podría convertirse en realidad en un futuro cercano, gracias a la creación de los algoritmos necesarios para la conducta "inteligente" de esa arena especial. Estaríamos ante algo definible como un robot metamórfico hecho de una arena artificial muy especial, o quizá más bien ante un montón de minúsculos robots capaces de ensamblarse y desensamblarse entre ellos para adoptar las configuraciones deseadas, y con la habilidad de trabajar juntos como si fuesen piezas de una sola máquina.

El desarrollo de estos algoritmos es parte de un ambicioso proyecto en el que trabaja un grupo de especialistas del Laboratorio de Robótica Distribuida (DRL por sus siglas en inglés), adscrito al Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) en Cambridge, Estados Unidos.

Además de crear esos algoritmos, el equipo de la robotista Daniela Rus y su colaborador Kyle Gilpin también ha realizado experimentos en los que han probado los algoritmos en partículas que, por ahora, son más grandes que granos de arena: cubos de aproximadamente un centímetro de lado, equipados con microprocesadores rudimentarios en su interior y unos imanes muy inusuales en cuatro de sus lados.

A diferencia de otras muchas estrategias para el funcionamiento de robots reconfigurables, el concepto de la arena inteligente se basa en usar un método sustractivo, semejante a lo que hace un escultor al tallar un bloque de piedra, en vez de un método aditivo, comparable a lo que hace quien construye una estructura ensamblando piezas como en el juego de LEGO. Un montón de arena inteligente sería el equivalente a ese bloque de piedra con el que empieza a trabajar un escultor.

Con ese método sustractivo de trabajo, los granos individuales de arena se pasarían mensajes entre ellos para mantenerse unidos de manera selectiva y así formar un objeto tridimensional. Los granos que no fuesen necesarios para construir ese objeto simplemente abandonarían la estructura dejándose caer en el montón de arena sobrante. Cuando el objeto hubiera servido a su propósito y ya no se le necesitase, sus componentes volverían al montón. Sus granos constituyentes se despegarían entre sí, volviendo a quedar libres para participar en la creación de una nueva estructura.

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Los cubos, o "guijarros inteligentes", que Gilpin y Rus construyeron para probar su algoritmo, constituyen una versión simplificada y bidimensional (sólo para construir estructuras de un solo piso) del sistema. Cuatro de las caras de cada cubo están equipadas con dispositivos conocidos como imanes electropermanentes, los cuales se caracterizan por estar hechos de materiales que pueden magnetizarse o desmagnetizarse con un solo pulso eléctrico. A diferencia de los imanes permanentes, pueden activarse y desactivarse. Y, a diferencia de los electroimanes, no requieren una corriente constante para mantener su magnetismo.

Los guijarros no sólo usan los imanes para conectarse entre sí sino también para comunicarse y compartir la energía. Cada uno de los guijarros tiene asimismo un diminuto microprocesador que puede almacenar 32 kilobytes de código de programa y que sólo tiene dos kilobytes de memoria de trabajo.

Por supuesto, la verdadera arena inteligente requeriría granos mucho más pequeños que los cubos de 10 milímetros. Pero según Robert Wood, profesor de ingeniería electrónica en la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, éste no es un obstáculo insuperable, aunque habrá que hacer aún bastante trabajo de ingeniería para conseguirlo.

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