Un grupo de robots ahora puede detectar un comportamiento anómalo entre sus integrantes y coordinar su reacción sin un ordenador central encargado de dirigirlos.
Un enjambre robótico se basa en numerosas máquinas pequeñas que toman sus propias decisiones a partir de información local. Ningún robot tiene necesariamente una visión completa del grupo. Esta organización evita depender de un único líder, pero plantea una dificultad: ¿cómo saber qué hace realmente el conjunto cuando cada uno solo ve una parte?
Un gran enjambre de robots Kilobot, una plataforma diseñada para estudiar los comportamientos colectivos de numerosas máquinas pequeñas.
Crédito: Asuscreative / Wikimedia Commons — CC BY-SA 4.0
Investigadores de la Universidad de Utah han desarrollado un método llamado SyncSBC para responder a esta pregunta. Cada robot observa a sus vecinos y utiliza estos datos limitados para estimar el comportamiento colectivo. Después, las máquinas intercambian sus estimaciones para llegar a una decisión común, sin transmitir todos sus datos a un puesto de control central.
El sistema combina aprendizaje automático e intercambio de información entre robots. El primero sirve para reconocer distintos comportamientos del enjambre a partir de las observaciones disponibles. Los intercambios permiten después que los miembros del grupo coordinen rápidamente sus decisiones. Así, cada máquina puede disponer de una estimación del comportamiento general sin observar directamente a todos los demás robots.
Esta capacidad resulta especialmente útil cuando un miembro del grupo deja de comportarse como se esperaba. Una avería, una orden incorrecta o un cambio inesperado pueden alterar el movimiento colectivo. Durante las pruebas con robots reales, SyncSBC permitió al grupo identificar anomalías de comportamiento basándose únicamente en sus observaciones distribuidas.
Los investigadores también probaron una segunda posibilidad: modificar colectivamente el comportamiento del enjambre. Una vez reconocida una situación, los robots pueden sincronizar su decisión y pasar de forma autónoma a otra organización. Ningún servidor central debe decidir el cambio para todo el grupo.
Esta ausencia de un centro de mando ofrece ciertas ventajas. En un entorno donde las comunicaciones son limitadas, lejanas o inestables, una conexión permanente con un único ordenador puede convertirse en un punto débil. Un enjambre autónomo puede seguir tomando algunas decisiones incluso cuando cada robot solo dispone de información procedente de su entorno inmediato.
Los resultados se obtuvieron con robots reales, pero el trabajo sigue siendo una investigación experimental. Los autores señalan una alta precisión de clasificación y un breve tiempo de sincronización en sus pruebas. El código, los vídeos y otros experimentos se han puesto a disposición del público para facilitar el estudio del método en otras configuraciones de enjambres.