Ingenieros de la Universidad de Washington han ideado unos robots submarinos capaces de trabajar independientemente comunicándose entre sí vía wireless. Mientras la mayor parte de los robots oceánicos creados hasta la fecha necesitan comunicarse periódicamente con los científicos o con satélites intermediarios para intercambiar información, este diseño (inspirado en el comportamiento de los peces) puede trabajar en cooperación comunicándose únicamente entre ellos.
En los últimos cinco años, Kristi Morgansen, profesora asistente de astronáutica y aeronáutica en la Universidad de Washington, ha construido tres “Robofish” que se comunican unos con otros bajo el agua. Recientemente, ha presentado los resultados de estos años de trabajo en la International Federation of Automatic Control’s Workshop on Navigation, Guidance and Control of Underwater Vehicles, donde ha constatado que los primeros test de esta nueva tecnología han sido satisfactorios.
Los robots fueron programados para nadar todos a la vez hacia una misma dirección o para que todos los hicieran en diferentes direcciones. Estas tareas básicas pueden proporcionar las bases para coordinar en el futuro el movimiento de un grupo de robots.
Este experimento ha tenido lugar en un tanque de agua, pero sólo es el principio para crear sistemas capaces de hacer mejores exploraciones bajo las aguas oceánicas.
“Los robots acuáticos no necesitan oxígeno. La única razón por la que tienen que volver a la superficie ahora mismo es para comunicarse”, comenta Morgansen, en un comunicado de prensa. La gran ventaja de su robot es que no necesita volver a la superpie hasta no haber completado su misión.
Explorar medios hostiles
En el futuro, estos grupos de robots submarinos podrían seguir de un modo organizado y cooperando objetivos bajo el agua, como ballenas o una marea negra, explorar cuevas, aguas bajo el hielo o medios peligrosos y hostiles para el ser humano.
El Robofish, que tiene el mismo tamaño que un salmón de unos cuatro kilos, tiene el mismo aspecto que un pez porque usa aletas en lugar de hélices, como suele ser habitual. Las aletas los hacen más maniobrables y menos resistentes aerodinámicamente.
Otros investigadores en el mundo están construyendo robots con aspecto de pez, sin embargo la gran novedad del desarrollo de la Universidad de Washington es que su robot-pez se puede comunicar con la superficie vía wireless.
Para crear el Robofish, Morgansen se ha inspirado una vez más en los sistemas naturales. La ingeniera ha trabajado con Julia Parrish, profesora de la Escuela de Ciencias Acuáticas y Pesca de la Universidad de Washington, para recoger los patrones de peces agrupados.
“Observando animales agrupados, se pueden conseguir maniobras más eficientes y comportamientos más suaves que los que actualmente somos capaces de construir”, explica Morgansen. “La idea de estos experimentos es preguntarnos cómo funcionan y si podemos extraer de ellos algunas ideas”.
El equipo adiestró a algunos peces para que respondieran a estímulos nadando hacia un área en el que tenían alimento. Los científicos han descubierto que, incluso habiendo adiestrado a menos de un tercio del grupo, todo él nadaba hacia esa zona a la vez.
Comportamiento de grupo
“El pez que tiene las ideas claras tiende a dominar sobre aquellos que no las tienen”, comenta Morgensen. “Esto tiene implicaciones sobre lo que va a pasar si se aplica a un grupo de vehículos. ¿Puede un vehículo hacer que el resto de vehículos del grupo haga algo sólo basándose en su comportamiento?”
Además de encontrar la mejor manera para que los robots se coordinen entre sí, los ingenieros se han tenido que enfrentar al problema de cómo transmitir información a través de la densidad del agua.
“Cuando se está bajo el agua, no es posible mandar un montón de datos (vía wireless a través del agua)”, dice Morgansen. Se refiere a que sólo se pueden mandar 80 bytes o 32 números por segundo.
La energía que se necesita para mandar la información a una larga distancia es prohitiva si tenemos en cuenta que las baterías de los robots están limitadas. Además, las señales pueden perderse cuando topan con la superficie de algún obstáculo encontrado en su camino.
Para enviar mensajes entre los Robofish se han usado pulsos de sonar de baja frecuencia u ondas de presión (un tipo de ondas elásticas que pueden viajar a través de líquidos). Los resultados de los primeros experimentos hechos con este dispositivo han puesto de manifiesto que sólo la mitad de la información llegaba satisfactoriamente al robot destinatario.
Ahora los investigadores están usando la habilidad de coordinación que ha demostrado ya su robot pez para hacer tareas similares a las que se tendrá que enfrentar en el océano. Su primera misión será este verano y consistirá en seguir un tiburón de juguete manejado por control remoto.