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Los científicos desarrollan robots con cerebro de rata que pueden navegar por lugares desconocidos


En un laboratorio de la Universidad Tecnológica de Queensland (QUT), Australia, se están construyendo robots con cerebros de roedores. Los científicos han modelado la forma en que navegan los roedores y han construido un sistema de navegación de raíces a la altura.

Los roedores tienen un método único de movimiento que les permite encontrar el camino por encima, por debajo y alrededor de los obstáculos. Los robots deben tener habilidades similares para integrarse en situaciones ordinarias. Para que los robots sean completamente autónomos, su capacidad para navegar por sí mismos es crucial. La idea de introducir robots en entornos de trabajo comunes, como restaurantes, almacenes, hospitales y hoteles, se basa en gran medida en que los robots puedan descubrir de forma independiente sus propias rutas a través de espacios desconocidos.

El sistema de navegación roedor-robot

El científico australiano Michael Milford ha pasado los últimos 14 años desarrollando el sistema de navegación robot-roedor. El sistema utiliza "cerebros artificiales" según la forma en que él y su equipo piensan que funcionan los cerebros de las ratas.

Los "cerebros artificiales" de estos robots funcionan de dos formas. Primero, el procesador de bajo nivel del cerebro usa la cámara del robot en combinación con una ruta previamente enseñada. El robot necesita navegar por esta ruta aprendida comparando su conocimiento almacenado con lo que "ve" en la cámara. El procesador de alto nivel del robot utiliza un sistema de mapeo neuronal basado en celdas de cuadrícula que realiza un seguimiento de la ubicación del robot en un sentido global, en múltiples escalas espaciales. La combinación de procesadores es fundamental. El procesador de bajo nivel le permite tomar decisiones de navegación a nivel local, mientras que el procesador de alto nivel le da al robot la capacidad de planificar rutas fuera de territorios conocidos.

[Fuente de imagen:James Provost / IEEE]

Cómo navegan las ratas

Esto es similar a cómo observamos a las ratas. Cuando dejas caer una rata común en un territorio desconocido, un laberinto de tuberías transparentes en un laboratorio, por ejemplo, la rata inmediatamente comenzará a 'mapear' el área olfateando, usando sus bigotes para medir diámetros y probando posibles rutas de escape encontrando formas para circunnavegar el área inmediata. Mientras la rata hace estas cosas, su cerebro liviano (¡solo 2 gramos!) Dispara neuronas de mapeo especializadas.

El primer grupo dispara a puntos de referencia registrados, como esquinas y cambios de altura. El segundo grupo de neuronas se dispara a distancias regulares. Otro grupo de neuronas registra en qué dirección se gira la cabeza de la rata, dándole algo así como una brújula interna. La combinación de estas neuronas que trabajan juntas ayuda a la rata a crear un mapa mental del área, lo que le da a la rata excelentes habilidades de navegación. Lo que es importante tener en cuenta es que, en lugar de crear una idea humana de un mapa, que generalmente es estático, las ratas tienen la capacidad de actualizar constantemente sus conocimientos de navegación. Este es el santo grial para los fabricantes de robots.

[Fuente de imagen:Michael Milford / IEEE]

El laboratorio de la Universidad de Tecnología de Queensland ha estado desarrollando esta tecnología durante más de 14 años. Sus prototipos de robots roedores anteriores incluían una máquina de entrega de paquetes interior que entregó más de 1100 paquetes en un período de dos semanas dentro del laboratorio. Otro bot trazó un mapa de todo un suburbio de Brisbane utilizando imágenes capturadas en una computadora portátil. Ahora el equipo está colaborando con la empresa de maquinaria pesada, Caterpillar. El objetivo es desplegar un robot con cerebro de roedor similar en una flota de maquinaria de minería subterránea resistente.

Fuente de imagen destacada:IEEE

Fuentes:Espectro, QUT, Eprints

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