Tendencias21
La inteligencia de los enjambres mejorará el comportamiento colectivo de las máquinas

La inteligencia de los enjambres mejorará el comportamiento colectivo de las máquinas

La inteligencia de los enjambres es un objetivo de análisis al alza, por sus potenciales aplicaciones en diversas disciplinas artificiales, como la robótica. En esta dirección, un reciente estudio realizado en Dublín ha revelado nuevas claves del comportamiento animal como colectivo. Entre ellas, que cuando los enjambres alcanzan cierto nivel de hacinamiento, su movimiento global ordenado se rompe. Por Yaiza Martínez.

La inteligencia de los enjambres mejorará el comportamiento colectivo de las máquinas

Un nuevo estudio de enjambres ha revelado algunas características de los comportamientos colectivos de los animales, hasta ahora desconocidas.

Se denomina enjambrazón al movimiento espontáneo y organizado de un gran número de individuos; un fenómeno que se observa en todas las escalas, desde las colonias de bacterias, mohos mucilaginosos o grupos de insectos hasta bancos de peces, bandadas de aves o manadas de animales.

Lo que han descubierto a este respecto los físicos Maksym Romensky y Vladimir Lobaskin, del University College de Dublín, Irlanda, son nuevas propiedades colectivas de la dinámica de los enjambres.

Los resultados de su investigación, que han aparecido en el European Physical Journal B, podrían ser utilizados para controlar enjambres de animales, robots e incluso multitudes humanas, mediante señales que emulen la interacción de los individuos dentro de grupos. Además, podrían ayudar a predecir patrones de movimiento colectivo, a partir de modelos, según publica Springer.

Enjambre artificial formado por cien mil partículas

Romensky y Lobaskin se inspiraron en modelos de física de materia condensada empleados, por ejemplo, para estudiar el magnetismo.

Los científicos adaptaron estos modelos a conjuntos de animales para crear un modelo específico en el que,
además de la capacidad de alinearse con sus vecinos, a cada individuo se le dotó con otras dos características: capacidad para prevenir colisiones, y capacidad para prevenir cambios de dirección a cada paso, con el fin de asegurar la persistencia de sus movimientos.

Con este modelo, el equipo realizó simulaciones por ordenador de hasta 100.000 partículas autro-populsadas. Cada una de estas partículos imitaba a un animal individual moviéndose a una velocidad constante sobre una superficie plana. De este modo, los investigadores descubrieron, por un lado, que cuando los enjambres alcanzan cierto nivel de hacinamiento, el movimiento global ordenado se rompe.

Por otra parte, constataron que cuando existe gran densidad y cuando los vecinos más cercanos se encuentran a solo un paso, cada animal ya no puede decidir con seguridad sobre la dirección del movimiento y pasa a ocuparse solo de corregir su movimiento para evitar colisiones.

El estudio ha descrito asimismo, por vez primera, una potente ley que cuantifica el grado medio de alineación en la dirección de movimiento de los animales, dentro de su enjambre. Esta ley describe cómo decae la alineación desde el centro del enjambre, en el que los individuos pueden juzgar mejor el movimiento del enjambre hacia la periferia, debido a la presencia de un número máximo de individuos.

Robótica de enjambres

En términos generales, los enjambres de insectos y los grupos de animales, que actúan en conjunto de una manera sorprendentemente coordinada, forman con su comportamiento una especie de cerebro colectivo, una inteligencia de grupo, que es la causa de todas estas actitudes.

Los llamados sistemas de inteligencia de enjambre suelen seguir reglas simples y, aunque no existe una estructura de control que dictamine el comportamiento de cada uno de ellos, las interacciones locales entre los agentes conducen a la emergencia de un comportamiento global complejo.

Para descifrar estas reglas, se suelen emplear modelos informáticos de enjambres virtuales, cada uno de ellos formado por miles de agentes individuales que se programan para seguir varias normas sencillas, como han hecho Romensky y Lobaskin.

De este modo, los científicos se afanan por conocer las características de estos sistemas porque creen que esa información les servirá para desarrollar aplicaciones para diversos campos, como la robótica.

En esta dirección, se piensa en una posible programación de agrupaciones de robots, de manera que estos puedan realizar con mayor eficiencia ciertas labores como, por ejemplo, de recogida de información en lugares peligrosos.

El último avance en esta dirección del que hemos sabido ha sido el realizado por científicos de la Universidad de Colorado en Boulder (Estados Unidos): un enjambre de 20 robots pequeños y esféricos capaces de ensamblarse unos con otros, y de actuar como uno solo. Este conjunto de robots podría llegar a realizar tareas tan dispares como la limpieza de vertidos de petróleo en alta mar o la colonización del espacio.

Referencia bibliográfica:

M. Romenskyy y V. Lobaskin. Statistical properties of swarms of self-propelled particles with repulsions across the order-disorder transition. European Physical Journal B (2013). DOI 10.1140/epjb/e2013-30821-1.

RedacciónT21

Hacer un comentario

RSS Lo último de Tendencias21

  • Detectan extraños pulsos de radio procedentes de un magnetar que desconciertan a los científicos 10 abril, 2024
    Los astrónomos han detectado señales de radio inusuales procedentes de XTE J1810-197, un radiomagnetar o estrella de neutrones ultramagnética situada a 8.100 años luz de distancia de la Tierra, en la constelación de Sagitario. Los resultados son inesperados y sin precedentes: a diferencia de las señales de radio que se han detectado en otros magnetares, […]
    Pablo Javier Piacente
  • La IA podría ser el límite para todas las civilizaciones avanzadas en el Universo 10 abril, 2024
    Un nuevo estudio sugiere que el desarrollo de la Inteligencia Artificial (IA) hacia una Superinteligencia Artificial (ASI) podría explicar por qué no hemos detectado aún otras civilizaciones avanzadas en el cosmos, a pesar de la alta probabilidad de su existencia: en vez de supernovas, plagas, guerras nucleares o eventos climáticos extremos que hayan sido un […]
    Pablo Javier Piacente
  • Higgs ha podido dejar abierta la puerta a la Nueva Física 10 abril, 2024
    La muerte de Peter Higgs, que pasará a la historia como el descubridor del bosón que explica cómo se forma la materia, deja un legado en la historia de la física que todavía puede aportar algo más trascendente: la prueba definitiva de una Nueva Física más allá del Modelo Estándar.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Descubren neuronas "zombis" en el cerebro, que serían claves en el proceso de aprendizaje 9 abril, 2024
    Las neuronas "zombis" son unidades vivas pero funcionalmente alteradas, que parecen "dormidas" en determinadas situaciones: los investigadores han revelado que cumplen un papel fundamental en el cerebelo, concretamente en aspectos relativos a la forma en la cual aprendemos.
    Pablo Javier Piacente
  • La Luna se invirtió por completo hace más de 4 mil millones de años 9 abril, 2024
    Hace unos 4.220 millones de años, poco después de que la Luna se formara a partir de un trozo de la Tierra que se desprendió durante una colisión violenta a principios de la historia del Sistema Solar, nuestro satélite se dio vuelta y comenzó así una etapa clave de su desarrollo. Así lo ha comprobado […]
    Pablo Javier Piacente
  • Arte rupestre de hace 2.000 años podría representar música psicodélica 9 abril, 2024
    Aunque la música psicodélica moderna no nació hasta la década de 1960, las influencias psicodélicas se pueden encontrar en el arte rupestre de hace miles de años. Grabados precolombinos en piedra, de 2.000 años de antigüedad, reflejan figuras humanas bailando en estado de trance chamánico.
    Redacción T21
  • Descubren antiguas partículas de polvo espacial provenientes de otro sistema estelar 8 abril, 2024
    Los astrónomos han descubierto una rara partícula de polvo atrapada en un antiguo meteorito extraterrestre, que fue formado por una estrella distinta a nuestro Sol. El polvo se habría originado luego de una supernova: las partículas son como "cápsulas del tiempo celestes" y proporcionan una instantánea de la vida de su estrella madre.
    Pablo Javier Piacente
  • Un lejano mundo deja ver una increíble explosión de luz en sus cielos "metálicos" 8 abril, 2024
    Utilizando datos del Telescopio Espacial CHEOPS de la Agencia Espacial Europea (ESA), cuyo centro de operaciones científicas se localiza en la Universidad de Ginebra, en Suiza, un equipo internacional de científicos logró detectar por primera vez un extraño fenómeno lumínico denominado “gloria” en un exoplaneta: el estallido de luz se apreció en WASP-76b, un mundo […]
    Pablo Javier Piacente
  • El ordenador cuántico desembarca en el mundo universitario 8 abril, 2024
    La última computadora cuántica System One de IBM se ha instalado en el Instituto Politécnico Rensselaer (RPI) en Nueva York. Es la primera máquina cuántica de IBM instalada en un campus universitario de Estados Unidos. Una revolución en el mundo académico que impulsa la formación de un ecosistema cuántico global.
    Eduardo Martínez de la Fe
  • Los cocodrilos imitan a las ballenas antes de aparearse 7 abril, 2024
    Los cocodrilos cortejan a las hembras lanzando un chorro de agua al aire, tal como hacen las ballenas cuando salen a la superficie. A ellas les encantan también los silbidos y las burbujas que les dedican sus parejas antes de aparearse. Se está elaborando un diccionario de cocodrilos.
    Redacción T21