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Diseñan robots inspirados en hormigas para escapar de la cárcel

Un grupo de investigadores de Harvard, se inspiró en las colonias de hormigas, criaturas con razonamientos muy simples y que puede resolver tareas muy complejas, para la construcción de un equipo de robots.

La investigación fue publicada en ELife.

«Este proyecto continuó con un interés permanente en comprender la dinámica colectiva de cómo estos insectos pueden manipular el entorno para crear arquitecturas funcionales complejas», dijo. L Mahadevan, la profesora Lola England de Valpine de Matemáticas Aplicadas, de Biología Organísmica y Evolutiva y Física, y autora principal del artículo.

El equipo de investigación comenzó estudiando cómo las hormigas carpinteras negras trabajan juntas para excavar y escapar de un corral blando.

«Al principio, las hormigas dentro del corral se movían al azar, comunicándose a través de sus antenas antes de comenzar a trabajar juntas para escapar del corral», dijo S Ganga Prasath, becario postdoctoral en el Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences y uno de los autores principales del artículo.

Mahadevan y su equipo identificaron dos parámetros relevantes para comprender la tarea de excavación de las hormigas; la fuerza de la cooperación colectiva y la tasa de excavación. Las simulaciones numéricas de modelos matemáticos que codifican estos parámetros mostraron que las hormigas pueden excavar con éxito solo cuando cooperan entre sí con suficiente fuerza mientras excavan simultáneamente de manera eficiente.

The physical intelligence of ant and robot collectives

Impulsados por esta comprensión y basándose en los modelos, los investigadores construyeron hormigas robóticas, apodadas RAnts, para ver si podían trabajar juntas para escapar de un corral similar. En lugar de feromonas químicas, los RAnts usaron «fotormonas», campos de luz que son dejados por los RAnts itinerantes que imitan los campos de feromonas o la antena.

Los RAnts se programaron solo a través de reglas locales simples: seguir el gradiente del campo de fotoromonas, evitar otros robots donde la densidad de fotoromonas era alta y recoger obstáculos donde la densidad de fotoromonas era alta y dejarlos caer donde la fotoromona era baja. Estas tres reglas permitieron a los RAnts escapar rápidamente de su confinamiento y, lo que es igual de importante, también permitieron a los investigadores explorar regiones de comportamiento que eran difíciles de detectar con hormigas reales.

«Mostramos cómo la finalización cooperativa de tareas puede surgir de reglas simples y reglas de comportamiento similares se pueden aplicar para resolver otros problemas complejos como la construcción, la búsqueda y el rescate y la defensa», dijo Prasath.

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