COCORO: enjambres de robots que se valen del conocimiento colectivo para cumplir tareas

Un equipo de científicos ha creado enjambres de robots que funcionan igual que los bancos de peces y que intercambian información para analizar el entorno y buscar, mantener, explorar y extraer recursos situados en hábitats subacuáticos. El proyecto COCORO, respaldado por la Unión Europea, estudió y desarrolló el conocimiento colectivo en robots autónomos por medio de un variado conjunto de diez prototipos experimentales, los cuales pueden verse en cincuenta y dos vídeos editados por el proyecto.

Los enjambres de robots del proyecto COCORO no solo se asemejan a bancos de peces; también se comportan como ellos. Los robots autónomos creados por el proyecto interactúan entre sí e intercambian información, conformando así un sistema cognitivo que posee conciencia de su entorno.

Según el Dr. Thomas Schmickl, coordinador de este proyecto y profesor asociado del Departamento de Zoología de la Universidad de Graz (Austria), COCORO se distingue de otros proyectos similares en que sus investigadores han creado enjambres de robots dotados con conocimiento colectivo. Funcionan como un sistema colectivo de agentes autónomos que son capaces de aprender de experiencias pasadas y de su entorno.

El conocimiento del enjambre de robots, en acción

En un experimento se pusieron a flote veinte robots tipo Jeff en una cisterna de agua. A medida que entraron en contacto los unos con los otros, fueron cobrando consciencia gradualmente del tamaño del enjambre que componían. Esta «consciencia del tamaño del enjambre» se logró a base de transmitir información sobre su estado valiéndose de diodos emisores de luz (LED).

En otra prueba, el cometido de los robots era el de hallar los restos de un avión hundido. En esta ocasión, robots tipo Lily efectuaron la búsqueda en las proximidades de la superficie, mientras que los robots tipo Jeff rastrearon el fondo del estanque.

En torno al avión se habían colocado imanes para imitar una señal electromagnética emitida localmente, y los robots emplearon las brújulas que llevaban integradas para localizar el objetivo. Al poco, un robot Jeff descubrió el objetivo al fondo del estanque y se posó sobre el mismo.

Transmitiendo LED, pudo atraer a otros robots Jeff, los cuales se reunieron en torno al objetivo. Entretanto, los robots Lilly se concentraron encima, al nivel de la superficie.

En el puerto de Livorno (Italia) se llevaron a cabo pruebas de campo durante las que los robots tuvieron que bregar con la presencia de oleaje, corrientes y agua salada, que es corrosiva. Pese a las adversidades, los enjambres de robots consiguieron mantenerse agrupados en torno a su puesto base y también desplazarse en «patrullas» para después regresar a su origen.

El biomimetismo: la naturaleza como inspiración

«Todo esto no lo inventamos nosotros», reconoce el Dr. Schmickl, quien explica que los científicos de COCORO tomaron como modelo algunos ejemplos de conocimiento colectivo que se encuentran en la naturaleza. Por ejemplo, observar cómo se agrupan las abejas melíferas les sirvió para desarrollar el algoritmo BEECLUST, el cual utilizaron para reunir los robots en una ubicación concreta. También aplicaron mecanismos extraídos de estudios previos sobre el mecanismo por el que se congregan las amebas de un moho mucilaginoso, emitiendo ondas químicas para comunicarse.

En COCORO participó un grupo variado de biólogos, informáticos y otros especialistas. El proyecto estuvo en funcionamiento entre el 1 de abril de 2011 y el 30 de septiembre de 2014, y recibió de la UE una financiación por valor de 2,9 millones de euros.

Aunque finalizara en 2014, sus resultados aún podrían encontrar amplias aplicaciones en los campos de la informática, la biología, la metacognición, la psicología y la filosofía, pudiendo además ejercer una influencia más genérica en la economía y la sociedad. Dos ejemplos de aplicaciones posibles serían la vigilancia medioambiental distribuida y las operaciones de búsqueda y rescate.

«Unas unidades del enjambre influyen sobre las otras de manera muy similar al modo en que los líderes de opinión crean tendencias en nuestra sociedad», asevera el Dr. Schmickl.

El equipo del proyecto ha anunciado que 2015 será el año de los acontecimientos de COCORO. Cada semana difunden un vídeo nuevo elaborado durante este proyecto, que dio lugar al mayor enjambre de robots autónomos subacuáticos del mundo, compuesto por cuarenta y un robots de tres categorías.

(European Commission, CORDIS)