La araña Kim, las abejas y otros animales que enseñan a moverse a los robots

Capaz de caminar ágilmente, subir escaleras, moverse por el entorno evitando los obstáculos o abrir puertas para escapar de una habitación, el nuevo perro de Boston Dynamics, SpotMini, planea salir de los laboratorios. El CEO de la compañía, Marc Raibert, acaba de anunciar que una jauría de autómatas se pondrá en venta el año que viene. se pondrá en venta el año que viene.

Hace más de una década que esta empresa presentó a su primer perro robótico, BigDog, una máquina de gran tamaño capaz de viajar a través de áreas escarpadas “como las mulas de carga”, según un responsable de DARPA, la agencia militar que financió el invento.

Los animales cuadrúpedos no son los únicos que están enseñando a los robots cómo mejorar sus capacidades motoras y su comportamiento: hay muchos otros autómatas que imitan a seres vivos voladores, terrestres y acuáticos. Además, la mayoría son bastante menos inquietantes que los robots de Boston Dynamics, que incluso han inspirado un capítulo de Black Mirror.

Aprendiendo de la araña Kim

Kim, una araña saltadora regia, pega increíbles brincos:araña saltadora regia salta hasta seis veces la distancia de su longitud corporal. Una sorprendente capacidad que los investigadores de la Universidad de Manchester, que están entrenando y grabando a Kim con cámaras de alta velocidad, están estudiando con detalle. ¿El objetivo? Descubrir el secreto de sus movimientos para diseñar futuros microrrobots especialmente ágiles.

Aunque los robots araña aún no sean espías ni reconozcan nuestro iris como en Minority Report,  lo cierto es que numerosos investigadores están inspirándose en la forma y los movimientos de estos octópodos para sus creaciones.

Es el caso de los investigadores de la Universidad de Harvard, que se han inspirado en ellas para crear unos autómatas con forma de arácnido hechos con pajitas y caucho. Usar esos materiales les ha permitido diseñar actuadores similares a sus articulaciones: cuando los tubos se inflan, sus patas se extienden.  

Por su parte, Festo, una multinacional alemana especializada en proveer soluciones de automatización, acaba de presentar una temible araña robótica, BionicWheelBot. Inspirado en el Cebrennus rechenbergi, un arácnido que habita en el Sáhara y destaca por sus acrobáticos movimientos cuando se siente amenazado, este robot de ocho patas pega un salto y comienza a rodar de forma similar a como su referente real da sus volteretas. Murciélagos, canguros y mariposas son otros robóticos animales desarrollados por esta compañía.

Insectos robóticos para el rescate (o la polinización)

Además de las arañas, otros muchos artrópodos están sirviendo de inspiración a los investigadores que llevan tiempo desarrollando microrrobots similares a moscas, hormigas o incluso cucarachashormigas.  

Algunos expertos están estudiando los movimientos de estos insectos que habitualmente queremos desterrar de los hogares para desarrollar robots que esquiven mejor los obstáculos e incluso sean capaces de escalar como ellos.  Investigadores de la Universidad de Berkeley se han inspirado en el impulso de las cucarachas tras chocar contra una pared para presentar recientemente a DASH, un robot del tamaño de la palma de una mano y dotado de un exoesqueleto flexible que hace las veces de parachoques.

Según Robert Full, profesor de la Universidad de California en Berkeley y experto en biomecánica y fisiología, el autómata “muestra que los robots pequeños pueden construirse con cuerpos simples, robustos e inteligentes para encontrarse con obstáculos de forma segura en lugar de utilizar complejos y costosos sistemas de detección”.

Los expertos de esa universidad llevan tiempo desarrollando cucarachas robóticas inspiradas en las reales. Hace un par de años crearon CRAM, un pequeño robot ideado para tareas de búsqueda y rescate: su forma y sus movimientos, similares a los de una cucaracha, están pensados para que sean capaces de adentrarse en los escombros de edificios derruidos tras el paso de un tornado, un terremoto o una explosión. 

Además, lo bueno de desarrollar máquinas es que se pueden mejorar las capacidades de esos bichos que generalmente nos producen desagrado. Hace unos meses, los investigadores del Biomimetic Millisystems Lab de esa universidad presentaron unas cucarachas capaces de darse la vuelta cuando se quedan boca arriba. Para ello, cuentan con una cola de fibra de carbono que empujan contra el suelo y de la que no disponen las reales.

Lógicamente, muchos investigadores también quieren dotar a los robots de una habilidad de la que carecemos los humanos y que sí está presente en muchos miembros del reino animal: la de volar. En la Universidad de Harvard, el Laboratorio de Microrrobótica consiguió por primera vez que sus Robobees, abejas robóticas de 60 gramos, echaran a volar hace más de una década. Sus creadores pretenden que esas abejas puedan recabar información gracias a sus cámaras para usarlas en sus investigaciones e incluso creen que podrían servir para realizar tareas de polinización.

Con el tiempo, estas Robobees también han ido adquiriendo nuevas habilidades. Recientemente, esos mismos expertos han presentado una versión nueva capaz de volar, sumergirse en el agua, nadar, salir y aterrizar por su cuenta.

Sin embargo, uno de los mayores problemas de estos robots voladores es la falta de autonomía, ya que generalmente están sostenidos por hilos que los conectan con baterías. Esta misma semana, investigadores de la Universidad de Washington han presentado un insecto robótico, RoboFly, que no necesita cables.

Un pequeño circuito a bordo transforma la energía de un rayo láser, apuntado hacia la célula fotovoltaica del aparato, en electricidad para que pueda batir sus alas. Además, un microcontrolador actúa como cerebro de esta mosca robótica para indicarle cuándo debe moverse. Eso sí, por el momento, RoboFly, ideada para monitorizar los cultivos, solo es capaz de despegar y aterrizar, ya que necesita que el rayo láser incida sobre ella.

Robots acuáticos y espías (por una buena causa)  

Los robots inspirados en animales pueden servir para comprender a esos organismos mejor e incluso a otros seres vivos. Investigadores de la Universidad Libre de Berlín han usado un robot para investigar el baile de las abejasel baile de las abejas: cuando las exploradoras descubren una fuente de comida, danzan para guiar a las demás y que encuentren la fuente de alimento.

Para ello, usaron un robot danzante (al que por cierto también han llamado Robobee) que generó señales siguiendo el patrón de la danza de las abejas para provocar que las vivas lo siguieran. “Puede realizar el movimiento característico de meneo, batir sus alas y proporcionar muestras de alimentos a las abejas interesadas”, ha explicado Tim Landgraf, uno de los autores de la investigación.

Otro ejemplo de ello es SoFi, un robot que puede nadar en línea recta, bucear o ascender de forma similar a un pez. De hecho, tiene una forma similar a la de algunos vertebrados acuáticos. No en vano, los investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts que han creado a SoFi han imitado el comportamiento y la forma de los peces para que este robot blando (está hecho de caucho de silicona y plástico) pase desapercibido en el océano.

Sus supuestos congéneres no se darán cuenta de que en realidad se trata de un robot espía que graba lo que encuentra con su cámara y que está controlado de forma remota. Así, SoFi puede ser un testigo privilegiado de la vida marina y ayudar al estudio, por ejemplo, de cómo los peces responden a los cambios en su entorno. Por el momento, el autómata ya se ha probado para analizar los arrecifes de coral cercanos a las islas Fiji.

Uno de los animales más elegantes a la hora de nadar en el océano es la mantarraya, que tiene un mecanismo de propulsión que le permite navegar en aguas revueltas sin esfuerzo gracias a sus aletas. Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional de Singapur ha desarrollado un robot creado a partir de la forma y la locomoción de una manta gigante joven. MantaDroid, que dispone de un motor en cada aleta y puede nadar durante diez horas, también ayudará a la investigación estudiando la diversidad marina en el fondo de los océanos.

Focas y gatitos, los entrañables robots de compañía

En ocasiones, las máquinas se diseñan a imagen y semejanza de los animales no para imitar por completo su comportamiento, sino para coger ciertos rasgos que pueden ayudar a que sintamos cierta empatía cuando nos acompañan. Es el caso de Paro (Nuka en España), un robot con forma de bebé focaParo desarrollado por el Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada de Japón (AIST) y con el que se puede interactuar como si fuera una mascota.

Gracias a sus cinco tipos de sensores (táctiles, de luz, de audición, de temperatura y de posición) puede percibir a las personas a las que cuida y su entorno, mueve la cola, emite sonidos como una foca real y memoriza los movimientos que provocan una reacción positiva en sus acompañantes para repetirlos.

Probada en hospitales y residencias de ancianos de diferentes países, los terapeutas pueden utilizarla para tratar a pacientes con demencia, depresiones, ansiedad o estrés postraumático. De hecho, la FDA, el organismo encargado de supervisar los medicamentos en Estados Unidos, certificó a Nuka como un dispositivo terapéutico neurológico ya en 2009.

Los robots asistenciales y de compañía también pueden parecerse mucho a nuestras mascotas. Por ejemplo, Hasbro lanzó hace unos años un juguete robótico semejante a un gato que maúlla o ronronea, ideado especialmente para hacer compañía a los mayores.

Por su parte, la compañía japonesa Yukai Engineering ha ideado un autómata con inspiraciones felinas mucho menos entrañable: se trata de una suerte de cojín robótico suave que reacciona cuando le tocan enrollando la cola, pero que carece de cabeza.

Aunque el invento sea extraño cuando menos, ya ha conseguido la financiación en Kickstarter que precisaba para su lanzamiento. Además, los amantes del do it yourself que quieran tener un gato artificial pueden recurrir a OpenCat, un robot impreso en 3D de código abierto que se puede programar con una placa Arduino y una Raspberry Pi.

Los mejores amigos del hombre también llevan tiempo teniendo su réplica artificial. Ya en 1929, un ingeniero de Philips desarrolló a Philidog, un robot con forma de mascotaPhilidog y que tenía células fotoeléctricas por ojos y un fonógrafo por voz: cuando se acercaba la luz, ladraba.

Setenta años después, Sony comenzaba a vender a su simpático robot perruno, Aibo. Aunque los chuchos se extinguieron durante un tiempo, el gigante nipón volvió a ponerlos a la venta a principios de año en Japón con nuevas capacidades: sus movimientos y sonidos son más realistas y responden a los comandos de voz.

Obviamente, frente a estos juguetes robóticos, las máquinas bioinspiradas que están evolucionando en los centros de investigación y los perros robóticos de Boston Dynamics están cada vez más avanzados y son más inteligentes. También, precisamente por eso, resultan mucho más inquietantes.

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Las imágenes que aparecen en este artículo son propiedad de Mark Stone/Washington University, Festo, Wyss Institute at Harvard University, Josef del Preto/ MIT CSAIL, Paro Robots,  Qoobo y  brett jordan (Flickr)