La IA "crió" robots en una simulación. Ahora los ingenieros los están construyendo

La mayoría de los robots que vemos hoy comparten un rasgo curioso: de algún modo nos resultan reconocibles. Sus movimientos recuerdan a animales o a deportistas humanos, y sus cuerpos suelen repetir patrones que ya existen en la naturaleza. La robótica moderna, en gran medida, ha avanzado siguiendo esa lógica de imitación. Pero ¿qué ocurriría si el proceso de diseño dejara de estar en manos humanas y pasara a una inteligencia artificial (IA) guiada por la lógica implacable de la selección natural?

El resultado, según un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, es algo que difícilmente habría concebido un ser humano: máquinas de aspecto inusual –a veces incluso algo desgarbadas– que, según los experimentos descritos en el estudio, muestran una notable capacidad de resistencia.

Robots modulares diseñados por selección natural artificial

Eso es precisamente lo que ha logrado un equipo de ingenieros de la Universidad Northwestern (NU), en Estados Unidos. Han desarrollado lo que los investigadores describen como los primeros robots modulares dotados de "inteligencia atlética": sistemas formados por piezas que pueden reorganizarse entre sí y seguir funcionando incluso cuando sufren daños importantes.

El secreto está en su arquitectura. Según el comunicado de la NU, estas criaturas, bautizadas como "metamáquinas con patas", están construidas a partir de módulos autónomos que encajan entre sí como piezas de Lego. Pero no se trata de simples bloques: cada pieza funciona como una pequeña máquina independiente, con su propio sistema de movimiento y control.

Dentro de una esfera central de medio metro se alojan su motor, su batería y su ordenador, lo que Sam Kriegman –profesor adjunto de informática, ingeniería mecánica e ingeniería química y biológica en la Escuela McCormick de Northwestern– describe como el "metabolismo", el "sistema nervioso" y los "músculos" de la máquina. Un solo módulo puede rodar, girar y saltar. Cuando varios se combinan, la cosa se vuelve mucho más interesante.

Lo más llamativo es que la forma final de estas máquinas no fue definida directamente por ingenieros humanos, sino generada mediante un algoritmo evolutivo. Para ello, el equipo alimentó el sistema con los componentes básicos –patas modulares de medio metro de largo, formadas por dos barras unidas a una esfera central que contiene los circuitos, la batería y el motor– y le asignó un único objetivo: encontrar configuraciones capaces de moverse de forma eficiente y versátil.

A partir de ahí comenzó un proceso de optimización evolutiva en simulación. El algoritmo generó miles de combinaciones, simuló su comportamiento y conservó las más eficaces, descartando las menos aptas. Después repitió el ciclo una y otra vez, introduciendo "mutaciones" y recombinaciones hasta que empezaron a aparecer formas que difícilmente habría imaginado un ingeniero humano.

"Simulamos el proceso darwiniano de mutación y selección dentro de un entorno físico virtual", explicó Kriegman. "Se trata de la supervivencia del más apto, acelerada por los ordenadores", agregó.

Los diseños más prometedores –configuraciones de tres, cuatro y cinco patas– fueron finalmente construidos y puestos a prueba en el mundo real.

Robots que siguen funcionando aunque se rompan

En las pruebas al aire libre, según el comunicado, las metamáquinas se desplazaron por superficies irregulares como grava, barro, arena, raíces o adoquines. Sus movimientos distan de ser elegantes –de hecho, resultan inquietantes, casi como si esas estructuras mecánicas hubieran sido "maldecidas" con vida–, pero en las pruebas demostraron moverse con notable eficacia. Pueden enderezarse cuando vuelcan, saltar obstáculos e incluso girar en el aire.

Su rasgo más notable, sin embargo, es la resiliencia. A diferencia de un perro robótico convencional –que suele quedar inutilizado si pierde una pata– estas metamáquinas pueden seguir moviéndose incluso tras perder partes de su estructura o separarse en varios módulos. Según el estudio publicado en PNAS, cada uno de esos módulos funciona como una unidad robótica independiente con su propio control y capacidad de movimiento.

"Pueden sobrevivir a ser cortados por la mitad o en muchos pedazos", afirmó Kriegman. "Cuando se separan, cada módulo puede convertirse en un agente individual".

Cuando las máquinas empiezan a diseñar máquinas

Este enfoque rompe así con una limitación histórica de la robótica. Hasta ahora, prácticamente todos los robots con patas diseñados para operar en entornos reales tenían una forma corporal fija, definida de antemano por ingenieros humanos.

Según el propio estudio, esto ha llevado a que durante la última década la robótica haya tendido a concentrarse en unas pocas arquitecturas –principalmente robots de cuatro o dos patas– que resultan poco adaptables a nuevas tareas o a daños inesperados.

Las metamáquinas apuntan hacia otra dirección: robots que no necesariamente imitan animales o formas biológicas conocidas, sino estructuras que podrían surgir de las exigencias del entorno a través de la experimentación algorítmica.

Puede que el futuro de la robótica no consista tanto en diseñar robots perfectos como en permitir que los propios sistemas exploren nuevas formas y evolucionen por sí mismos. Y eso plantea una posibilidad inquietante: máquinas capaces de intervenir cada vez más en el diseño de otras máquinas.