por Toby McClean – Consejo de Tecnología de Forbes
La inteligencia de enjambre es un paso natural en la evolución de ciertas especies sociales. Se explica por qué las hormigas colonizan, abejas enjambre, escuela peces y aves rebaño. La naturaleza ha demostrado que cuando las criaturas individuales trabajan en colaboración y piensan juntas como sistemas unificados hacia un objetivo común, es más probable que alcancen ese objetivo de forma más rápida y precisa que si lo intentaran individualmente. En otras palabras, son más inteligentes juntos que solos.
La inteligencia de enjambre es el comportamiento colectivo de sistemas descentralizados y autoorganizados (naturales o artificiales) que pueden maniobrar rápidamente de manera coordinada. En la naturaleza, este comportamiento colaborativo de ciclo cerrado es único dentro de cada especie. Las hormigas depositan feromonas que se dirigen unas a otras hacia los recursos, las abejas usan vibraciones, los peces sienten temblores en el agua y las aves detectan movimientos que se extienden a través de la bandada.
Los científicos han tomado lo que observaron de la naturaleza y lo han aplicado a las máquinas. Cuando el concepto de inteligencia de enjambre se aplica al campo de la inteligencia artificial (IA), particularmente en robótica, la inteligencia colectiva se amplifica a través de sistemas computacionales que generalmente están compuestos por un grupo de agentes o boids (una simulación por computadora que imita el comportamiento de bandadas de pájaros) que colaboran localmente entre sí y dentro de su entorno circundante mientras se adhieren a un conjunto general de reglas algorítmicas. Dado que no existe un control central que defina el comportamiento de cada agente o boide, es solo a través de su cooperación local que surge un comportamiento colectivo y global mayor para resolver un problema complejo (un problema que es desconocido para los agentes / boids individuales).
Un enjambre de robots generalmente consiste en robots diminutos, simples e indistinguibles, cada uno de los cuales está equipado con un sensor (y una cámara, radar y / o sonar para que puedan recopilar información sobre el entorno que los rodea). Cuando un robot recopila y comparte datos con los demás del grupo, permite que los robots singulares funcionen como un grupo homogéneo. Un enjambre de robots puede combinar el conocimiento y la percepción de millones de agentes (o boids) independientes y autosuficientes para formar y converger en una única decisión unificada.
La inteligencia de enjambre en el dominio de la robótica tiene una amplia gama de aplicaciones y beneficios. Los principales beneficios de la inteligencia de enjambre incluyen:
• Flexibilidad: el sistema de enjambres responde a interrupciones internas y desafíos externos.
• Solidez: las tareas finalizan independientemente de si algunos de los agentes fallan.
• Autoorganización: los roles no están predefinidos, surgen.
• Adaptación: El enjambre puede adaptarse a estímulos nuevos y predeterminados.
• Descentralizado: no hay control central, lo que permite una colaboración local rápida.
Las aplicaciones más adecuadas para enjambres de robots requieren flotas de robots más pequeños para realizar tareas, como mapear y buscar alimento en lugares que son difíciles de alcanzar para los humanos. Por ejemplo, se puede enviar un enjambre de robots de búsqueda y rescate de varios tamaños a lugares a los que los trabajadores de rescate no pueden llegar de manera segura.
Un proyecto reciente del Instituto Wyss de la Universidad de Harvard ilustra el extraordinario poder de la inteligencia de enjambre en robótica. El proyecto incluye el desarrollo de varios casos de uso de enjambres que incorporan enjambres de robots artificiales autónomos y programables para misiones de búsqueda y rescate, esfuerzos de construcción, problemas ambientales y aplicaciones médicas.
Como parte del proyecto, el Instituto Wyss desarrolló robots móviles simples y de bajo costo llamados “Kilobots” que aplican un sistema de visión único para coordinar el movimiento como bancos de peces. Los Kilobots están pensados para ser fáciles de usar para el desarrollo de enjambres de robots y se basan en algoritmos destinados a proporcionar una plataforma para probar futuros comportamientos de enjambres. El video en el enlace muestra a los Kilobots autoensamblados en mil robots para exhibir comportamientos de enjambre complejos como “búsqueda de comida y sincronización inspirada en luciérnagas”.
Hasta hace poco, el campo de la robótica se centraba en el desarrollo de robots inteligentes que funcionaran solos. Pero eso está cambiando rápidamente a medida que más algoritmos de inteligencia de enjambre resuelven algunos de nuestros problemas más desafiantes con sus capacidades dinámicas únicas y autosuficientes y sus comportamientos colectivos. El despliegue de redes 5G privadas también permite que los robots colaboren y se suma a la explosión de enjambres de robots. Los casos de uso se convertirán rápidamente en implementaciones del mundo real con beneficios de gran alcance que ahora solo podemos imaginar. Cuando el “mayor comportamiento global” surja de algoritmos de inteligencia de enjambre fáciles de usar y de acceso, creo que los enjambres de robots se volverán omnipresentes en todas las industrias y ganarán el reconocimiento como uno de los avances tecnológicos más importantes de este siglo.
