Si has visto alguna vez un enjambre de abejas te habrás fijado en que todos sus miembros se mueven al unísono, de manera armónica, como si fueran un único ser pensante. La sincronía es perfecta, lo que también da cierto respeto e incluso temor. Los robots también pueden organizarse en enjambres, o eso es lo que pretende la robótica de enjambres. Un exponente de este sistema de coordinación es el proyecto Centibots, nombre que parece sacado de una serie infantil de los años 90 pero que define lo que es: un enjambre de cien robots. Robots exploradores. Y si te digo que detrás del proyecto está DARPA, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de Estados Unidos, este enjambre de robots da mucho más miedo que un enjambre de abejas.

Bromas aparte, Centibots es un proyecto que surgió en 2003 para poner en práctica los conocimientos de robótica de aquel entonces. Se trataba de probar si era posible organizar tal cantidad de robots exploradores autónomos como si de un enjambre de abejas se tratara. Y que dicho plan se pudiera poner en marcha en un periodo corto de tiempo. El dinero del proyecto corrió a cargo de DARPA. Unos 2,2 millones de dólares. Pero quienes lo hicieron posible fueron SRI International, la Universidad de Stanford, la Universidad de Washington y ActivMedia. El resultado, cien robots exploradores que se movían de manera sincronizada y que debían funcionar para realizar tareas de mapeado, rastreo y vigilancia. En enero de 2004 hicieron una prueba final y otra más ambiciosa, de 24 horas, a finales del mismo año. Y los resultados fueron más que satisfactorios.

En los últimos años hemos visto ejemplos espectaculares de robótica de enjambres aplicada. Los enjambres son siempre atractivos de ver. Y más si se tratara de robots que se mueven por superficies enormes o que vuelan como si danzaran en el aire. Amazon sorprendió a todos en 2014 con sus robots autónomos que transportan paquetes en almacenes automatizados. A finales de 2019, algunas de sus instalaciones albergaba la friolera de 200.000 robots. Y qué decir de los 2.000 drones que iluminaron el cielo nocturno de Shanghái para recibir el año 2020. Pero la robótica de enjambres es un área de la robótica relativamente joven. A continuación recordamos una de sus primeras puestas en práctica.

Fuente: SRI International

La unión hace la fuerza, también en robótica

La escueta entrada sobre Centibots en Wikipedia explica que dicho proyecto nace en 2003 para diseñar un sistema de coordinación de un gran número de robots siguiendo las dinámicas de la robótica de enjambres. Decenas de robots exploradores actuando como uno solo. El proyecto surge de DARPA. Se trata de la agencia de investigación del Departamento de Defensa de Estados Unidos y que entre otros hitos en su haber, fue responsable de ARPANET, el antecedente a lo que hoy es internet. Pero hay más. Gracias a DARPA surgieron el GPS, el robot perruno de Boston Dynamics o Siri, el asistente de Apple. Pero esa es otra historia.

Con un presupuesto de 2’2 millones dólares USA, DARPA asignó el proyecto a SRI International, un instituto de investigación que colabora con el gobierno de Estados Unidos desde hace más de 75 años y cuyo acrónimo significa Stanford Research Institute. No es de extrañar que en el proyecto participase también la Universidad de Stanford. También se unieron investigadores de la Universidad de Washington y la empresa ActivMedia Robotics, que en la actualidad es una división de la empresa Adept, de ahí su nombre actual Adept MobileRobots. De ActivMedia, creada en 1995, podemos destacar sus participaciones en otros proyectos como el AmigoBot.

El propósito del proyecto Centibots era “desarrollar una nueva tecnología que permita el despliegue coordinado de hasta 100 robots para misiones como la vigilancia urbana”. Así lo explica una página de la propia SRI International, hospedada en su división de inteligencia artificial. “El objetivo de este proyecto es avanzar en el estado del arte de la robótica distribuida”. Robótica distribuida, también conocida como robótica de enjambres. La idea es combinar una cantidad sin determinar de robots exploradores que puedan operar de manera coordinada y autónoma en tareas como planificar trayectorias, identificar lugares y objetos, explorar áreas… En definitiva, el objetivo último era crear enjambres de robots para tareas de exploración, vigilancia o seguimiento. Para uso civil o militar, indistintamente.

Fuente: SRI International

El enjambre de los cien robots exploradores

Centibots se compone, o se componía, de cien robots exploradores autónomos. De ellos, la gran mayoría son modelo AmigoBot de ActivMedia. Y el resto, entre cuatro y seis, según las fuentes, eran modelo Pioneer 2 AT, también de ActivMedia. El enjambre se divide en dos equipos. El primero, el de los Pioneer, inspecciona la zona mientras genera y comparte un mapa empleando su tecnología incorporada de telemetría láser. A continuación, los robots exploradores AmigoBots se distribuyen por la zona mapeada para buscar objetos, detectan o rastrear intrusos y compartir información. Estos robots incorporan sensores de ultrasonido y una cámara para detectar objetos.

La particularidad de este enjambre, que actúa en dos oleadas, es que los robots son autónomos e independientes. No dependen de una red a la que conectarse, ya que crean su propia red empleando tecnología propia de SRI International. Esa red propia permite que los robots se comuniquen entre sí para trabajar en equipo, de manera que si un robot da problemas, el resto lo sustituye. La información y los datos generados se envían a un centro de control.

Entre los detalles que se tuvieron en cuenta para llevar a cabo el proyecto Centibots, destaca la decisión de crear robots diseñados para ser sencillos y baratos. Y que una vez trabajando en enjambre, lograsen potenciar y mejorar sus características por separado. Por ejemplo, volviendo a la explicación de SRI International en su página oficial, estos robots exploradores “podrían ser enviados a zonas que no son seguras para los humanos (edificios derrumbados o dañados por terremotos, vertidos químicos, edificios en llamas, estructuras ocupadas por terroristas) o a zonas en las que los humanos no pueden ver nada (edificios llenos de humo) pero en las que los sensores de los robots sí pueden. Dondequiera que se desplegaran, los robots podían elaborar mapas y buscar a las personas que necesitaban ser rescatadas”.

Fuente: SRI International

El legado del proyecto Centibots

No es fácil saber qué queda de Centibots hoy en día. En el sentido literal. En internet queda la página oficial del proyecto en el sitio web de SRI International, una página dedicada en la Universidad de Washington y el paper que se redactó tras finalizar el proyecto. Se titula Distributed Multirobot Exploration and Mapping y lo publicó el IEEE en 2006. El propio IEEE lo alberga en su web, aunque para leerlo y descargarlo hay que registrarse. En cuanto a los participantes del proyecto, SRI International sigue dedicada en investigaciones relacionadas con robótica e inteligencia artificial. Por su parte, ActivMedia cambió de nombre y propietarios en varias ocasiones.

El propósito del proyecto era obtener conocimientos, hardware y software para futuros proyectos relacionados con la robótica distribuida o robótica de enjambres. En una entrevista de Muy Interesante de 2011, uno de los participantes en el proyecto, Enrique Ruspini, explica por qué el proyecto nace en 2003 y finaliza en 2004. No se trataba de desarrollar un sistema de robots exploradores definitivo. La idea era más bien “demostrar la viabilidad de desarrollar e implementar arquitecturas distribuidas colaborativas en un periodo relativamente breve”. Hacer posible esa red de robots vendría más adelante.

Los responsables de Centibots no fueron los primeros en investigar con robots exploradores o robots móviles. Ya en 1966, la propia SRI había creado Shakey el robot, el primer robot móvil, el abuelo de los modelos con los que trabajaron en 2003 y 2004. Lo que sí logró este proyecto fue hacer realidad en un solo año lo que vendría más adelante en cuestión de robots distribuidos. Como comentaba al inicio de este artículo, en la actualidad, empresas como Amazon ya operan con cientos de miles de robots autónomos que se organizan entre sí para tareas como la gestión y organización de paquetes. Pero no es la única.

Este verano, la CNN se hacía eco de un almacén de Hong Kong que trabaja 24 horas al día y 7 días a la semana. Sus empleados, robots autónomos que se comunican entre sí y que aprenden de su trabajo mejorando sus protocolos gracias a la inteligencia artificial. Y empresas como Nike o Decathlon ya los utilizan en sus almacenes. Según la empresa china Geek+, en el mundo hay más de 15.000 robots de este tipo que operan en más de 30 países. Este es, en parte, el legado de Centibots.