El investigador de la Universidad de Granada que busca la alianza de los robots imperfectos

¿Cómo se organizan los pájaros para volar en grandes bandadas sin chocar? ¿Cómo saben los bancos de peces hacia dónde ir o cuándo girar? ¿Cómo lo hacen? Las termitas se organizan para hacer sus colonias sin que haya planos, ni un arquitecto. Los enjambres cuadran tareas para sacar adelante al colectivo. ¿Y las máquinas? ¿Pueden imitar esos comportamientos para autoorganizarse? “Venimos de una etapa en la robótica en la que todo está centralizado”. Héctor García de Marina (Madrid, 1980) lanza esta reflexión en su despacho en el CITIC, al lado de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Informática y Telecomunicación de la Universidad de Granada. Hasta ahora los enjambres de drones o robot contaban con un ‘cerebro’ externo, alguien que indicaba las instrucciones que debían realizar. Pero vamos por partes.

¿Qué es mejor, un robot grande o muchos pequeños? La lógica dice que es mejor muchos pequeños. Si el robot grande falla, o se queda sin batería, adiós robot. Si varios de los pequeños quedan inoperativos están los demás para continuar con la tarea. Muchos robots, quizá cientos, que necesitan organizarse para realizar las instrucciones. El trabajo de García de Marina, investigador Ramón y Cajal de la Universidad de Granada, explora eso, el control de enjambres sin un control externos y además que sean pero enjambres imperfectos. Controlling imperfect Robobts ­–iSwarm– ha conseguido 1,5 millones de euros gracias a una Starting Grant del European Research Council (ERC), el programa de ciencia más prestigioso y con mejor dotación del continente y que premia, precisamente, investigaciones capaces de romper los límites de lo conocido, en vanguardia. El proyecto tiene una duraci´n de cinco años y comenzará el próximo 1 de enero. Varios investigadores se sumarán al grupo de García de Marina gracias a la obtención de esta ERC.

¿Y por qué trabajar con robots puede ser tan disruptivo? Los robots se programan y obedecen. Parece que no hay mucho más donde rascar, pero hace casi tres décadas se estrenó El Rey León. La película mostraba una estampida de animales. Las imágenes se realizaron gracias a un ordenador en base a una ley física, el número Reynold, empleado en mecánica de fluidos. Unos años después, comienza a tomar fuerza dentro de la robótica la posibilidad de inspirarse en la naturaleza para avanzar en la tecnología, la bioinspiración. “Pájaros, peces... son capaces de defenderse como colectivo y no hay un ordenador central que dé instrucciones”. Se trata, explica el investigador, de interacciones locales, de vecino a vecino. De ahí salen comportamientos que llegan a todos los elementos de la bandada. “¿Cómo aprovecharlo?”. García de Marina vuelve a los enjambres robóticos. Son más baratos, más simples, pueden garantizar la funcionalidad y desarrollar tareas durante las 24 horas. El reto es prescindir de automatismos, de un control, tal y como hacen los animales. “Desde 2010 se intenta con las mismas recetas y no llegamos” a la solución. “No hay una metodología formal sobre cómo coordinar un enjambre de robots y a lo que queremos llegar es a ese nivel de interacción que ocurre en la naturaleza”, explica el científico. Se trata de la robótica de enjambre.

El primer muro con el que se toma esta aspiración es que desde el área de control que forma parte de la robótica el objetivo es minimizar las imprefecciones.“Uno de los supuestos para coordinar es que todos los robots son clones y cuando se tienen muchísimos robots se piensa que es mejor no tener imperfecciones. Yo propongo dar la vuelta a la tortilla”, expone García de Marina. Su trabajo consiste en “amplificar las imperfecciones” y con ello provocar comportamientos “emergentes”. La base de este razonamiento está en la idea de que las imperfecciones son inherentes, siempre van a estar ahí, y el hecho de que la robótica se centre el eliminarlas impide que se avance en el objetivo de crear un comportamiento ‘natural’, una mente de enjambre.

“Este cambio de paradigma requiere nuevas formas de analizar algoritmos y su integración en robots en el cruce entre teoría gráfica algebraica, teoría de redes, control y mecatrónica para sistemas multiagentes”, detalla el investigador,

Los beneficios serían claros.Al no haber un único control o un mando se elimina esa dependencia. El resto de elementos sabrían qué hacer de forma autónoma. Grandes cantidades de robots capaces de comunicarse entre sí de forma local y decidir podrían tener aplicaciones en prácticamente todos los campos, desde transportes o estudios de grandes superficies, meteorología o misiones de rescate.

“Erradicar las imperfecciones es muy costoso.Es el cuello de botella de la tecnología”, lanza el investigador, que expone que la segunda opción es aliarse con esas imperfecciones, controlarlas. “Es algo rompedor”, avanza el científico, que eligió Granada tras conseguir la Ramón y Cajal en 2021 atraído por la calidad de vida y las buenas condiciones que le ofrecieron en la Universidad. “Todo fue muy transparente”. Antes de aterrizar en Granada se formó como físico en Madrid. “Entonces con un prácticamente cinco se podía entrar y ahora tiene una de las notas de corte más altas”, compara. Llegó la crisis y se marchó a Holanda a realizar su tesis en la Universidad de Groningen, uno de los mejores centros del mundo en sistemas automáticos. “Necesitaban gente que controlara la parte práctica” y con base sólida en Matemáticas. Y ahí estaba García de Marina, con “capacidad de absorber todo”. Aquella etapa fue muy productiva para el joven investigador, que después se marchó a Toulouse (Francia), cabeza de lanza de la industria aeronáutica europea. De allí pasó a Dinamarca al Centro de Sistemas Aéreos no Tripulados. Se mudó con su familia a Madrid, donde trabajó en la Facultad de Ciencias Físicas. Una vez conseguida la Ramón y Cajal y tras conocer por un amigo del departamento lo que Granada podía ofrecer, se decidió a hacer de nuevo las maletas. “Me recibieron con los brazos abiertos”.