24/Abr/04

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Los robots se niegan a trabajar en equipo

Las cuadrillas de rescate adorarían contar con decenas de robots diminutos recorriendo los sitios en que ha tenido lugar un desastre para que las ayuden a encontrar sobrevivientes. Pero existe un problema: los robots no juegan bien en equipo. Por lo tanto, un conjunto de investigadores está desarrollando sistemas para que los dispositivos electrónicos puedan trabajar en equipo.

(Wired News) Los robots diseñados para el trabajo de rescate pueden sobrevivir a una caída desde una altura de seis pisos sobre un manto de escombros filosos. Pueden ser arrojados al lugar donde ha ocurrido un desastre desde una distancia de 30 metros. Incluso resisten productos químicos venenosos, incendios, temperaturas bajo cero e inundaciones. Pero, como la mayoría de los individualistas más acendrados, no juegan bien en equipo.

Cuando se dejan los robots librados a su suerte en un sitio de rescate, la situación puede tornarse caótica en muy poco tiempo, lo cual disminuye la ventaja de contar con un enjambre de robots para ayudar a los rescatistas humanos. Los robots no tienen manera de coordinar sus actividades en forma autónoma. Un operador humano debe controlarlos en forma individual, lo cual hace que las búsquedas robóticas pierdan eficacia. En la actualidad, aun a pesar de la tecnología de avanzada que se emplea, los robots de rescate pierden interés en sus tareas cuando se los deja actuar por sí solos: sencillamente, pierden el rumbo o se apagan.

Para traducir el concepto humano del trabajo de equipo en términos electrónicos, tres equipos de investigadores universitarios están trabajando en conjunto con el objetivo de desarrollar tecnología que convierta a un grupo de robots en una maquinaria única.

Bajo la dirección de Nikos Papanikolopoulos, investigadores de la Universidad de Minnesota, la Universidad de Pennsylvania y Caltech están trabajando en el desarrollo de software que haga posible que robots pequeños coordinen sus acciones, ejecuten las órdenes de un único operador humano o sigan las instrucciones impartidas por un robot más inteligente, de mayor tamaño.

Papanikolopoulos sostiene que es imposible que un único robot, ni siquiera una media docena de robots, puedan efectuar todas las tareas que el personal de emergencias podría requerir, como por ejemplo recolectar muestras de aire, realizar pruebas para verificar la existencia de emanaciones tóxicas o revisar un área extensa para encontrar heridos. Los robots deben realizar buena parte de este trabajo solos; los seres humanos, en general, no pueden controlar más de tres o cuatro robots a la vez.

"Hemos tratado; por encima de los cuatro robots, los rescatistas quedan abrumados con la excesiva cantidad de información", señala Papanikolopoulos.

"Los robots de rescate que se emplearon en el World Trade Center a poco del derrumbe de las torres ofrecían una enorme promesa, porque podían llegar a sitios a los que ni las personas ni los perros podían acceder", indicó Frank Pulliaficaco, un rescatista.

"Pero no había suficientes para cubrir toda el área y se limitaban a vagar sin rumbo bajo los escombros. Si hubiéramos contado con muchos de ellos y si hubieran sido más inteligentes, podrían haber significado una enorme ayuda".

El equipo de Papanikolopoulos está trabajando con robots diminutos denominados Scouts, construidos con componentes electrónicos estándar. Los Scouts tienen 10 centímetros de largo y 3,5 centímetros de diámetro, aproximadamente el tamaño del tubo de cartón que se encuentra dentro de un rollo de papel higiénico. El pequeño paquete incorpora una videocámara, tres buscadores de alcance infrarrojo, dos sensores de luz y un sensor piroeléctrico (para registrar calor corporal), más un sistema de control remoto de dos vías que permite encriptación de señales y saltos de frecuencia.

Los sensores de los Scouts les brindan al equipo de investigadores la posibilidad de programarlos para que desarrollen actividades por cuenta propia, como buscar un lugar oscuro para ocultarse, una acción que los robots efectúan sin ningún tipo de problema.

Pero los robots no son demasiado hábiles para rastrear su propio recorrido en un sitio donde haya tenido lugar algún desastre. Papanikolopoulos explicó que los robots no pueden "dar su ubicación con eficacia. Y debido a su tamaño y al hecho de que operan en entornos urbanos, no podemos recurrir a la tecnología GPS para determinar en forma fehaciente la ubicación de los robots. Esto tiene un profundo efecto negativo en la capacidad de estos robots para trazar mapas del entorno que los rodea".

Por lo tanto, los equipos también están abocados a la tarea de construir robots más grandes e inteligentes. Un "dream team" de robots de respuesta ante emergencias podría incluir una docena o más de Scouts con una combinación de dispositivos sensores. El equipo sería dirigido por un MegaScout, un hermano del Scout de 32,5 centímetros de longitud que pueda transportar sensores de mayor tamaño, un brazo manipulador (para abrir puertas, levantar Scouts y tareas similares) y el poder de procesamiento necesario para controlar al equipo de Scouts en el terreno. El líder del equipo robótico podría coordinar a los robots más pequeños, ejecutar tareas más complejas y obedecer a un operador humano.

Papanikolopoulos dijo que el mayor desafío radica en desarrollar maneras de que los robots se comuniquen entre sí y con los operadores de carne y hueso.

"La verdad es que subestimamos este desafío", señaló Papanikolopoulos. "Solemos ordenarle al robot que se mueva en determinada dirección, pero la cuestión es que el robot no recibe la orden. Esta falla se suele deber a los efectos del suelo (los robots se encuentran en un sitio profundo bajo tierra), al diseño de las antenas y a otros problemas de interferencia".

El equipo de la Universidad de Pennsylvania, dirigido por Kostas Daniilidis, se dedicará al desarrollo de mayores capacidades robóticas visuales y perceptivas, además de colaborar en la búsqueda de maneras de desarrollar la coordinación de equipo entre los Scouts. Los investigadores de Caltech, bajo la conducción de Joel Burdick, son especialistas en exploración basada en sensores y también en tecnologías de trazado de mapas en tiempo real. Papanikolopoulos y el equipo de Minnesota son expertos en comunicación digital.

El trabajo de los equipos es financiado por un premio a la Investigación en Tecnología Informática de 2,6 millones de dólares otorgado por la National Science Foundation (Fundación Nacional de Ciencias).