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De lo animal, lo humano y lo divino por José Fco Zamorano Abramson

Psicólogo y músico. Doctorando en comportamiento animal (Etología). Su trabajo se enfoca principalmente en el comportamiento social de los Cetáceos (ballenas y delfines) y otros mamíferos marinos. Tratará aquí, cada día 2, de cuáles son las “pautas que conectan” el comportamiento del ser humano con los demás animales, sustentando la idea de la “interrelación” entre todo lo vivo, a partir de una integración de diversas disciplinas tales como la Etología, la Psicología y la Ecología.

De los Animales a los ANIMATS II: robots inspirados en animales

Cuando pensamos en inteligencia artificial generalmente nos imaginamos a una supercomputadora pensante del tipo HAL 9000 de odisea en el espacio o robots pensantes de aspecto humanoide del tipo RD2D o, en su forma extrema, en los Replicantes de la película Blade Runner.

Si recuerdan, en esta misma película el policía Deckard debe en un momento saber diferenciar una serpiente biológica de la artificial “creada” por la compañía Tyrell. Aquí tenemos un prototipo actual de una serpiente “replicante”:

Si bien este prototipo de serpiente no está mal, los animales robots actuales han seguido un desarrollo igualmente impresionante que los de aspecto humanoide, y quizás en su funcionamiento interno se asemejen aún más a un organismo biológico que el mejor de los robots actuales con apariencia humana. Esto es porque los científicos, además de estar pensando en el diseño de robots para tareas específicas como, por ejemplo, un ensamblador de tuercas de coches, o que se parezcan en su forma a un ser humano, se han volcado en el desarrollo de robots más complejos, lo cuales puedan lidiar con circunstancias cambiantes e impredecibles. Para ello, están imitando cómo funcionan los organismos biológicos inspirándose principalmente en los animales. Estos animales robots de han denominado “ANIMATS”, palabra acuñada 1991 por S.W. Wilson que integra en un sola palabra el término ánima y el de “materia”, tanto para referirse a los animales artificiales o animales robots como a los programas simuladores de animales virtuales. Estos robots, que están inspirados en los mecanismos internos de funcionamiento de los animales, pueden o no tener formas que los asemejan a los animales reales y/o imitar su biología interna, pero claramente los más impresionantes son los que los imitan tanto en su funcionamiento interno como en su forma.

Así los investigadores están comenzado a imitar la mecánica de movimientos animales tales como caminar, nadar, correr y gatear. Estos movimientos, a diferencia de los robots comunes que están controlados por un set de comandos programados, están coordinados por clusters (conjuntos de elementos agrupados comportándose de forma similar) de neuronas en la columna vertebral, llamados generadores centrales de patrones (GCP). Estos GCPs producen impulsos neuronales que contraen rítmicamente los músculos y, dependiendo del patrón de pulsos que emitan, se producirá el tipo de movimiento específico, como por ejemplo, caminar o correr. Para esto no es necesario el cerebro en los animales (de hecho, esta es la razón por la que una gallina recién decapitada puede igualmente salir corriendo). En los animales, eso sí, simples signos provenientes del cerebro pueden dar las instrucciones para cambiar de un modo de movimiento a otro.

Así, por ejemplo, han logrado crear una salamandra que imitando a su par biológico se mueve igualmente del agua a la tierra gracias a que posee una columna vertebral “eléctrica”. Esta salamandra-robot actúa de la misma forma que la biológica, aunque la salamandra artificial no tiene sensores que le indiquen si está en el agua o en la tierra (es decir, un cerebro), por lo que estos fueron reemplazados por un control remoto manipulado por los investigadores. Del mismo modo han imitado a los llamados (al menos en Chile) “zancudos de agua”, creo que en España insectos “saltones” o “zapateros”, construyendo su animat con trozos finos de metal que se doblan cuando la electricidad pasa por ellos. Así utilizan, de la misma forma que el insecto, la tensión de la superficie del agua para desplazarse. Incluso se han creado robots que por medio del olor controlan a las cucarachas para indicarles dónde deben dirigirse.

Aquí os dejo algunos videos ilustrativos:

En este vemos con más detalle el pez robot, que aparecía al comienzo del anterior:

También en este mismo video se puede apreciar el ”Waalbot”, un robot que camina en las paredes imitando las ventosas adhesivas de los geckos (salamanquesas). Y aquí lo tenéis en mayor detalle:

Otro robot que imita el Waalbot y que tampoco necesita de nada parecido a una cabeza y un cerebro es el M-TRAN, aue utiliza algoritmos genéticos artificiales para realizar gran diversidad de movimientos y adaptarse así a situaciones nuevas. Además está construido con 20 módulos independientes que de alguna manera, al igual que un gusano segmentado, tiene cada uno su propio cerebro y, por tanto, podría perder cualquiera de sus partes sin afectar a las demás.

Y Acá tenéis un prototipo que imita el mecanismo de salto de los saltamontes y, dados su logros (hasta el momento es el robot que ha logrado saltar con mayor éxito), se espera que robots saltamontes de este tipo se utilicen en la exploración de otros planetas debido a su mayor adaptabilidad a distintas superficies en relación a otros robots de propósito similar.

Finalmente, les presento al “SMARTBIRD”, un ave electrónica que imita la anatomía y la estructura de una gaviota, de manera tal que esta gaviota robot tiene plena autonomía para emprender el vuelo y para aterrizar, consiguiendo así un vuelo que confundiría a cualquier gaviota. De hecho, como verán, la cabeza, la cola y las alas son las zonas a las que se ha dotado de movimiento para conseguir un pleno control sobre el ave y el vuelo:

Más informanción en http://www.festo.com/cms/en_corp/11369_11378.htm#id_11378

Si bien robots como estos se parecen sorprendentemente a los animales, lo fundamental en lo que se está investigando no es tanto en replicar las formas de la naturaleza sino el entendimiento de los principios biológicos del funcionamiento de los animales, para luego transferir estos principios más útiles a los robots. Todo indica que más que imitar la forma y que podamos confundir una serpiente biológica y una replicante, los modelos del futuro apuntarán cada vez más a imitar el sistema nervioso y el cerebro que operan, sobre todo a la hora de adaptase a entornos cambiantes. Como plantea Stan Franklin en su libro “Mentes artificiales”, un animat podría ser capaz de aprender de forma independiente acerca de su medio ambiente a través de la aplicación y la evolución de las “taxas”, o las reglas de ajustes a los prototipos con que aprenden los animales.

Por el momento, los muchos esfuerzos por perfeccionar el vuelo de Juan Salvador Gaviota podrían verse igualados (o superados) por Juan Salvador Smartbird. ¿Podrá igualarlo en un futuro en su “deseo de superación”?

José Fco Zamorano Abramson | 02 de mayo de 2011


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