5 August, 2020 Revista Digital sobre Patentes, Marcas y Propiedad Intelectual

¿Es un insecto o un minirrobot?

Por Karla Navarro

Ensenada, Baja California.  (Agencia Informativa Conacyt).- La organización colectiva de las hormigas o su caótico actuar individual, el vuelo en formación de las aves migratorias y la sincronización de las luciérnagas son algunos de los comportamientos animales que son replicados en pequeños robots programados por estudiantes de posgrado del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) para desempeñar funciones de seguridad, búsqueda y rescate.

Los experimentos con los robots miniatura se desarrollan en el Laboratorio de Sincronización y Sistemas Complejos del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones del CICESE, a cargo del doctor César Cruz Hernández.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el investigador apuntó que los avances desarrollados por los estudiantes forman parte de un proyecto interinstitucional financiado por el Fondo SEP-Conacyt para investigación en ciencia básica, en el que además de CICESE también participa la Universidad Autónoma de Baja California (UABC), la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL), el Instituto Tecnológico de Ensenada (ITE) —que pertenece al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)— y la Universidad de Guadalajara (UdeG).

Explicó que la esencia de los trabajos es adoptar comportamientos colectivos de los animales, cuyas ventajas ya han sido demostradas, y darles nuevas aplicaciones con robots pequeños o sistemas no tripulados para realizar misiones de búsqueda, exploración y reconocimiento, especialmente en terrenos inhóspitos, remotos o de desastre.

En el laboratorio, además de contar con los robots que son adquiridos para ser programados, cuentan con un sistema de cámaras instaladas en el techo que permite conocer en tiempo real la posición de cada robot.

1 grupito2606El Dr. César Cruz Hernández y sus estudiantes en el Laboratorio de Sincronización y Sistemas Complejos del CICESE.Para ello, los robots tienen marcas que reflejan una luz infrarroja reconocida por las cámaras y por medio de un software los estudiantes observan exactamente dónde se encuentra el robot y con qué orientación, lo que facilita también que los robots conozcan sus posiciones y puedan organizarse para desempeñar ciertas tareas.

Organización y movimiento coordinado

Rigoberto Martínez Clark, estudiante de doctorado del CICESE, trabaja con enjambres robóticos, una colección de robots móviles que, aunque tienen capacidades limitadas, desempeñan tareas complejas al existir una interacción entre ellos.

Como parte de su tesis doctoral, se enfoca en tres comportamientos colectivos que emergen de dichas interacciones: reunir a todos los robots en un mismo lugar, la autoorganización y el movimiento coordinado.

Rigoberto Martínez expuso que el trabajo coordinado en un grupo de robots deriva en ventajas como la distribución de carga para el transporte colectivo y la tolerancia a fallas, ventajas que se obtienen de imitar comportamientos como la organización de las hormigas y el movimiento de aves migratorias.

“El movimiento coordinado es igualar la velocidad de los robots cuando vayan en movimiento, esto con el fin de que describan ciertas trayectorias predefinidas. Pensando del lado biológico, es lo que hacen las aves cuando emigran, llevan ciertas posiciones definidas y al igualar sus velocidades y orientaciones, les permite exhibir su formación característica a través del tiempo”, comparó.

Búsqueda y rescate

El comportamiento en apariencia caótico e impredecible que tiene una hormiga que individualmente busca su alimento fue aprovechado en el proyecto de Juan José Cetina Denis, egresado de la maestría en ciencias en electrónica y telecomunicaciones del CICESE.

Juan José Cetina detalló que este tipo de comportamiento es útil para programar robots que desempeñarán tareas como la búsqueda de objetos y patrullajes de seguridad y vigilancia.

Para ello utilizó el robot Khepera IV, un robot circular de aproximadamente 15 centímetros de radio que cuenta con dos ruedas que se controlan de manera independiente, sensores infrarrojos ultrasónicos, cámara integrada y comunicación vía wifi y Bluetooth para comunicarse con la computadora o con otros robots similares.

“En mi caso, utilizo la matemática que existe detrás del caos para hacer que este robot se mueva de manera impredecible y aparentemente aleatoria en la mesa de trabajo. Las aplicaciones que se le dan en mi trabajo son la búsqueda de objetos, como el robot tiene una cámara integrada, nosotros podemos poner un objeto sobre el espacio de trabajo y el robot se mueve de manera caótica hasta encontrarlo”, describió.

Cetina Denis destacó que en los experimentos encontró que el robot fue eficiente para las labores de búsqueda y registró tiempos reducidos para encontrar los objetos, por lo que se está planeando replicar el experimento utilizando drones.

1 khepera2606Sincronización y elección de un líder

Otro de los proyectos que se desarrollan en el Laboratorio de Sincronización y Sistemas Complejos está a cargo de Miguel Ángel Sidón Ayala, estudiante del Instituto Tecnológico de Ensenada, quien emula en pequeños robots el comportamiento de insectos sociales como las luciérnagas.

“Utilizo pequeños robots llamados Kilobots, los cuales tienen la capacidad de comunicarse por medio de transductores infrarrojos con los demás robots que se encuentran cerca de ellos, en un radio de aproximadamente 12 centímetros; fueron desarrollados en la Universidad de Harvard y son de un costo relativamente bajo”, mencionó.

Aclaró que su proyecto consiste en el desarrollo del algoritmo que se carga en los pequeños robots, que es igual para todos y genera que interactúen y ejecuten diferentes tareas de forma descentralizada y sin retroalimentación, pues su comportamiento depende de la comunicación con sus vecinos o los agentes a su alrededor.

Indicó que los algoritmos desarrollados se desenvuelven y se aprecian mejor utilizando un alto nivel de agentes; este algoritmo puede ser aplicado en cientos de robots Kilobots y en el laboratorio disponen de alrededor de 60, con los que se realizan las pruebas de distintos comportamientos emergentes como la sincronización, adaptado de la interacción de las luciérnagas.

Otros comportamientos estudiados en los grupos de Kilobots son la elección de un líder, que se da solo en ciertas condiciones a las que se someten, así como la formación, comportamiento que puede ser útil para generar redes improvisadas.

El robot líder

Modificar las interacciones entre robots para producir resultados diferentes en su comportamiento fue el proyecto de tesis de maestría desarrollado por Alberto López Parra, recientemente egresado del CICESE.

Para su estudio, utilizó el robot Khepera III, que cuenta con comunicación Bluetooth y wifi, sensores infrarrojos y su costo oscila en los tres mil dólares.

Alberto López comentó que al robot se le dio la aplicación de exploración, que consiste en organizar un grupo de robots para que exploren un área, lo que ofrece las ventajas de cumplir con la tarea más ágilmente y utilizando una menor cantidad de energía.

Tanto su proyecto como los demás que se encuentran vigentes en el Laboratorio de Sincronización y Sistemas Complejos, están en el nivel de ciencia básica y con un alto potencial de convertirse en innovaciones aplicadas que deriven en nuevos proyectos vinculados con el sector industrial.

1 kilobots2606

Comparte tu opinión sobre este artículo

Comentarios

Related Posts

“La ingeniería química, puente entre el laboratorio y la industria”: Benito Serrano

10 diciembre, 2016

10 diciembre, 2016

Zacatecas, Zacatecas.  (Agencia Informativa Conacyt).-“Muchas veces, el científico requiere de mucho valor para enfrentarse a lo ya establecido, porque si...

Autos inteligentes para detectar conductores en estado de ebriedad

25 julio, 2018

25 julio, 2018

Por Érika Rodríguez Zacatecas, Zacatecas.  (Agencia Informativa Conacyt).- Entre las nuevas tecnologías para prevención de accidentes con que cuentan los...

Biólogo mexicano crea sistema que a partir de microalgas captura gases contaminantes y produce oxígeno para grandes urbes

17 enero, 2017

17 enero, 2017

El desarrollo funciona por biofiltración de gases de efecto invernadero a partir de microorganismos La contaminación del aire es un...

Tianguis gastronómico apuesta al uso de ecotecnologías

4 agosto, 2018

4 agosto, 2018

Por Flor Hernández Oaxaca de Juárez, Oaxaca.  (Agencia Informativa Conacyt).- El tianguis gastronómico ambiental “Gadoo Gush” —iglesia vieja, por su traducción...

Estudiantes presentan proyectos integradores en el evento StartUp Negocios UTTECAM

27 diciembre, 2018

27 diciembre, 2018

FUENTE: Asociación Nacional de Universidades e Instituciones de Educación Superior, ANUIES, www.anuies.mx En la Universidad Tecnológica de Tecamachalco, a cargo...

Nuevo centro mexicano atenderá 30 mil pacientes con diabetes

13 enero, 2017

13 enero, 2017

Forma parte de un nuevo modelo internacional para atención integral del paciente y su familia. Una de las zonas más...

Innovación mexicana desde el océano Ártico

12 octubre, 2018

12 octubre, 2018

Por Armando Bonilla Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- Como parte de los esfuerzos que realiza el laboratorio Takuvik de...

Estudiantes elaboran barra nutritiva a base de nopal y manzana

31 enero, 2017

31 enero, 2017

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE SAN LUIS POTOSI Boletín de Prensa 4049 16 de enero de 2017 Estudiantes de octavo semestre de...

Repositorio Nacional: acceso digital y abierto al conocimiento

19 abril, 2018

19 abril, 2018

Por Verenise Sánchez Ciudad de México. (Agencia Informativa Conacyt).- A través del Repositorio Nacional, el Consejo Nacional de Ciencia y...

Diseña ITQ dispositivo para traducción del lenguaje de señas

1 agosto, 2016

1 agosto, 2016

AUTOR: Israel Pérez FUENTE: AGENCIA INFORMATIVA CONACYT Santiago de Querétaro, Querétaro.  (Agencia Informativa Conacyt).- Con el fin de generar nuevas alternativas que...

Crean pigmentos nutracéuticos con desechos de maíz

21 noviembre, 2016

21 noviembre, 2016

Saltillo, Coahuila.  (Agencia Informativa Conacyt).- Científicos del Departamento de Investigación en Alimentos (DIA) en la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de...

Expertos en CiberSeguridad del IPN logran cuarto lugar en concurso ante 25 países

27 septiembre, 2016

27 septiembre, 2016

En México, los sitios más “hackeados” son dependencias del gobierno federal, estatal y municipal, a las que siguen entidades bancarias,...

La tecnología aborda el Metro de CDMX

28 marzo, 2018

28 marzo, 2018

Por Hugo Valencia Juliao Hace cuatro años que a mi novia perdí en esas muchedumbres que se forman aquí. La...

Desarrolla biotecnóloga mexicana desde Bélgica herbicida natural para cultivos alimenticios

15 marzo, 2017

15 marzo, 2017

Actualmente trabaja en la comprobación de la efectividad de su ingrediente activo para la futura producción industrial El uso de...

Módulos de conchas para fomentar pesquerías

19 abril, 2018

19 abril, 2018

Por Joel Cosío La Paz, Baja California Sur.  (Agencia Informativa Conacyt).- La Secretaría de Turismo, Economía y Sustentabilidad del Gobierno...