Gif: Uno de los robots de Nagpal y Napp, que no tiene parte superior ni inferior, sigue trabajando incluso después de caerse y volcar.

Investigadores de la Universidad de Harvard y de la Universidad Estatal de Nueva York en Buffalo (ambas en EEUU) están diseñando robots que en lugar de trabajar en entornos predecibles como almacenes o fábricas, funcionan en lugares donde pueden existir obstáculos inesperados, y donde los algoritmos predictivos no pueden emplearse para planificar la trayectoria con miles de pasos de antelación. El objetivo para tales "robots constructores", que están diseñados para manejar materiales de construcción inconsistentes y maleables, es su despliegue como agentes de operaciones de socorro.

Radhika Nagpal, una profesora de ciencias informáticas de la Universidad de Harvard y Nils Napp, un profesor adjunto de ciencias informáticas de la Universidad Estatal de Nueva York y un antiguo investigador posdoctoral del laboratorio de Nagpal, han diseñado dos robots: uno que deposita una espuma expansible y autoendurecible y otro que arrastra y apila sacos de arena.

Los robots diseñados para la construcción normalmente sólo tienen capacidad para manejar materiales discretos, como bloques o ladrillos. Los materiales que manejan estos dos nuevos robots en la construcción son útiles en un amplio abanico de aplicaciones en el mundo real, pero son altamente impredecibles. La espuma se puede adherir a la mayoría de las superficies y expandirse para llenar agujeros, pero empieza en forma líquida, por lo que es imposible saber con exactitud qué distancia recorrerá antes de empezar a solidificarse; los sacos de arena son empleados a menudo en operaciones de socorro como muros de contención, pero los granos dentro de los sacos tienden a desplazarse cuando son manipulados.

Para combatir esta falta de previsibilidad, los robots de Nagpal y Napp están equipados con un sensor de infrarrojos que escanea y evalúa el entorno mientras realiza sus labores. El escaneo es una de las claves de que los robots sean tan adaptables.

"Estos robots necesitan monitorizar el entorno y replanificarse constantemente mientras trabajan", dice Napp. "Eso es algo que hacen los animales, y que no suelen hacer los robots".

Mediante un algoritmo que funciona en bucle – escanea, evalúa el entorno, coloca el material, escanea de nuevo, evalúa los cambios del entorno, coloca más material, etc. – los robots pueden construir iterativamente, teniendo en cuenta los cambios que afecten al material con el que trabajan.

El enfoque actual del equipo para este sistema adaptable son las rampas, una estructura relativamente sencilla con aplicaciones prácticas: pueden emplearse para conectar dos puntos, y también disponen de un diseño flexible.

El sistema se puede aplicar a cualquier robot capaz de escalar y manipular objetos que trabaje con materiales impredecibles, no sólo la espuma o los sacos de arena. Nagpal también afirma que el sistema puede funcionar con equipos de múltiples robots. Puesto que el algoritmo se puede adaptar, no importa si la incertidumbre a la que se enfrenta el robot procede del entorno, un material o del comportamiento de otro robot.

Los investigadores solo están empezando a probar el sistema en entornos con una imprevisibilidad creciente. La próxima fase tratará de configurar un robot para que realice labores de construcción dentro de entornos donde no sabe qué materiales estarán disponibles.