Sin planos ni órdenes humanas: cómo funcionan los robots constructores inspirados en insectos

Inspirados en la naturaleza, ingenieros desarrollan sistemas autónomos que permiten a máquinas tomar decisiones en tiempo real y adaptarse a entornos cambiantes, abriendo nuevas posibilidades para la industria.

En lugar de depender de planos o instrucciones detalladas, los robots constructores del futuro podrían aprender observando a la naturaleza. Investigadores descubrieron que es posible enseñar a las máquinas a construir imitando el comportamiento de insectos como abejas, que levantan estructuras complejas sin un plan maestro ni un líder. Esta idea fue presentada en un artículo reciente publicado en Science Advances y reseñado por Wired.

La investigación fue liderada por la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Pensilvania, y propone un modelo que rompe con el paradigma tradicional, donde los robots requieren instrucciones jerárquicas detalladas.

En este nuevo enfoque, los robots toman decisiones reactivas basadas en su entorno, similar al comportamiento colectivo de los insectos. “No hay guion prescrito ni plan centralizado. Cada robot simplemente reacciona a su entorno. Lo que buscábamos era un sistema donde la estructura surgiera del comportamiento”, explicó Jordan Raney, coautor del estudio y profesor asociado de Ingeniería Mecánica y Mecánica Aplicada, en declaraciones a Wired.

Hasta ahora, la robótica constructiva se ha basado en sistemas que operan bajo un esquema de planificación jerárquica. Tal como detalló Wired, este enfoque resulta efectivo en entornos controlados, pero limita la autonomía ante condiciones inesperadas. La necesidad de seguir un plan centralizado genera cuellos de botella y puede paralizar el sistema si una parte falla, requiriendo intervención humana y reduciendo así la eficiencia general.

Frente a estas limitaciones, el equipo de investigación se inspiró en especies como las abejas, que construyen sin un líder ni planificación consciente. Estos insectos actúan en función de estímulos ambientales —como señales térmicas y químicas— y se guían por comportamientos simples que, en conjunto, generan estructuras complejas.

El artículo de Wired destaca que esta organización descentralizada permite un sistema más resiliente. Si un insecto comete un error, los demás continúan sin interrumpir el proceso. Este principio de “enjambre” ha captado el interés de los ingenieros como una vía para dotar a los robots de mayor autonomía y tolerancia al error.

En la simulación desarrollada por el equipo de la Universidad de Pensilvania, pequeños robots —denominados agentes— actúan de manera similar a los insectos. Cada uno toma decisiones de manera independiente, guiado por su entorno inmediato, sin órdenes centralizadas.

Wired señaló que el sistema se basa en reglas matemáticas simples que permiten a los robots construir de forma adaptativa. Según Raney, el objetivo era que la estructura final emergiera del comportamiento colectivo. El sistema mostró que, sin coordinación explícita, los robots lograban edificar de manera eficaz, lo que podría ser aplicable a construcciones más complejas en el futuro.

Uno de los aspectos más relevantes del estudio es la capacidad de los robots para resolver preguntas operativas sin intervención externa. Según Wired, el sistema puede responder cuestiones como: ¿cómo actuar ante una estructura construida por otro robot?, ¿hacia qué dirección moverse?, ¿cuándo y dónde depositar material?

En modelos tradicionales, estos dilemas requerirían programación específica. En cambio, el enfoque reactivo permite que los robots adapten su comportamiento en tiempo real, lo que reduce la necesidad de supervisión humana y aumenta la eficiencia del sistema.

A pesar de los resultados alentadores, Wired indicó que el sistema aún se encuentra en una fase inicial. Las simulaciones fueron realizadas en escenarios limitados, con movimientos lineales y patrones simples de depósito de material.

El equipo de investigación reconoció que será necesario incorporar nuevas reglas y ampliar la capacidad de percepción del entorno para alcanzar aplicaciones reales. Sin embargo, consideran que este enfoque tiene potencial para operar en entornos impredecibles, como zonas afectadas por desastres naturales o incluso misiones espaciales, donde la adaptabilidad es crucial.

La publicación en Science Advances representa un avance en la creación de sistemas robóticos más resilientes y adaptativos. Wired recogió una reflexión final de Raney que resume el espíritu del estudio: “La naturaleza no empieza con un plan maestro, empieza con muchas pequeñas acciones que se unen para formar algo más grande. Ahora estamos aprendiendo a hacer eso también”.

Este enfoque descentralizado, basado en modelos naturales, promete transformar el futuro de la construcción. Según lo informado por Wired, los avances en robótica inspirada en insectos sociales no solo desafían las metodologías actuales, sino que también abren una vía para superar sus limitaciones y avanzar hacia una construcción más autónoma, eficiente y resiliente.