Crean un robot capaz de modelar el comportamiento de un banco de peces

Investigadores suizos han creado un robot en miniatura, similar al pez cebra, que ha sido capaz de integrarse y ser aceptado en un banco de estos peces y de modular su comportamiento, haciéndoles cambiar de sentido e incluso pasar de un espacio a otro, según se informa en un comunicado.

El pez cebra (Danio rerio) es una carpa originaria del sudeste asiático, de uso frecuente en acuarios, así como para la investigación científica. Son peces alargados, fusiformes, con una única aleta dorsal, boca dirigida hacia arriba y un par de finas barbillas que son difíciles de ver, salvo que el animal esté parado. Alcanza 5 cm. como talla máxima. Para este experimento fue elegido por su tendencia a un comportamiento colectivo muy dinámico.

El primer objetivo de los investigadores fue conseguir que el robot pasara desapercibido en un banco de peces. Crearon una especie de robot espía, de 7 centímetros de largo (un poco más grande que los naturales), pero con un aspecto muy parecido a los peces cebra.

Se desplaza en el agua gracias a un robot motorizado situado debajo del acuario, al que está conectado mediante imanes, que es el que le otorga el movimiento en el agua. Uno de los objetivos de robot es de naturaleza biológica: ayudar a estudiar con más detalles las interacciones sociales entre peces, ya que el robot es capaz de crear estímulos precisos en estos animales y de testar sus reacciones.

Objetivo robótico

El segundo objetivo tiene que ver con la robótica: determinar cuáles son los criterios que debe tener para ser aceptado en el grupo e incluso para conseguir influir en sus comportamientos. Los detalles son por un lado morfológicos (forma, colores, rayas) y por otro comportamentales, como velocidad lineal de los individuos, aceleraciones, distancias interindividuales, tamaño de los grupos, vibraciones, movimientos y ritmos de la cola, entre otros. Todo lo necesario para conseguir un camuflaje perfecto.

También se propusieron desarrollar un sistema que permitiera al robot no sólo influir en el comportamiento del banco, sino de moverse en el agua de la misma forma que los peces biológicos y de comunicarse como ellos. De esta forma, el modelo de desplazamiento del señuelo se perfila progresivamente con el tiempo y con el contacto con los miembros del banco.

Los experimentos se desarrollaron en diferentes acuarios, algunos dotados de espacios diferentes como cubículos y corredores, y otros sin separación entre ellos. Implicaron a diez grupos de cuatro peces cebras interactuando con el señuelo.
Para cada ensayo, los investigadores analizaron la posición y desplazamiento de los individuos, la dinámica colectiva del grupo y la propensión del robot a integrarse. Los resultados se compararon a continuación con los datos obtenidos por la observación directa de grupos de cinco peces cebra nadando en las mismas condiciones, pero sin la presencia del robot.

Cucarachas, pioneras

Aunque se han realizado experimentos parecidos con cucarachas, los investigadores destacan que los peces son todavía más complejos. Para integrarse y pasar desapercibidos en colonias de cucarachas, los robots han debido especialmente difuminar ciertas hormonas y su aspecto no ha sido tan importante como en el caso de los peces, que han necesitado además, para aceptar al robot, comprobar su vibración y movilidad.

Los experimentos con cucarachas son más antiguos. En 2004, un robot insecto fue introducido en una colonia de cucarachas y pasó desapercibido debido a las feromonas que emitía y a que su comportamiento reflejaba las pautas modelizadas informáticamente de una colonia de estos animales, tal como informamos en otro artículo.

En 2006, según contamos en otro artículo, los japoneses en crearon la primera cucaracha cyborg de la historia. Sustituyeron sus antenas por una mochila micro-robótica, dotada de mini cámaras u otros artilugios de captación de información, que proporcionaba a estos insectos robóticos posibilidades insospechadas, desde localizar supervivientes entre las ruinas de un terremoto, hasta misiones de espionaje industrial o militar. Sus movimientos son seguidos y controlados a distancia.

Referencia

How mimetic should a robotic fish be to socially integrate into zebrafish groups? Bioinspiration & Biomimetics. DOI: https://doi.org/10.1088/1748-3190/aa8f6a