Investigadores del Robotic Systems Laboratory (LSRO) de la EPFL – École polytechnique fédérale de Lausanne, encabezados por el Profesor Francesco Mondada, ha desarrollado un robot miniatura que puede integrarse en grupos de peces cebra. Su trabajo es parte de un programa de investigación entre seis instituciones socias y sus hallazgos se publicaron recientemente en Bioinspiration & Biomimetics.
“Hemos creado una especie de ‘agente secreto’, que puede infiltrarse en grupos de pequeños peces”, dice Frank Bonet, un investigador post-doctoral y uno de los autores del estudio. El robot tiene apenas siete centímetros de largo, que es más largo que el pez en sí, pero con la misma forma y proporciones. Esté equipado con imanes que se ligan a un pequeño motor instalado bajo el acuario para darle energía y se pueda mover en el agua.
Los investigadores eligieron el pez cebra para su estudio porque es una especie robusta cuyos grupos tienden a cambiar de dirección y moverse muy rápidamente. Hay de hecho dos aspectos en el programa de investigación. El primero trata con la biología, que estudia las interacciones sociales entre los peces individuales. Aquí el robot ayuda a los científicos a generar estímulos en blancos específicos y probar así la respuesta de los peces. El segundo aspecto trata con la robótica, y es en donde los investigadores han enfocado su trabajo.
El equipo de investigadores primero determinó el criterio clave que podría permitir al robot integrarse en el grupo de peces cebra y su influencia en el comportamiento suficiente en el grupo de peces. Esto incluye las características físicas del pez como forma, color, franjas, etcétera. Las características del comportamiento también se tomaron en cuenta, como velocidad lineal, la aceleración, la distancia entre los peces de forma individual, el tamaño del grupo, sus vibraciones y movimientos y el ritmo con el que movían sus colas.
Los investigadores también querían desarrollar un sistema de ciclo cerrado en donde el robot fuese capaz no solamente de influenciar el comportamiento del pez, sino adaptar su propio comportamiento aprendiendo cómo se comunican y entonces moverse como lo hacen los peces. Como resultado de esto, el mecanismo del robot para nadar, inicialmente fue diseñado con la ayuda de biólogos, que gradualmente mejoraron el robot en la medida que interactuaban más tiempo con los peces.
El equipo probó sus robots en diferentes acuarios, algunos de los cuales tenían áreas delineadas como pequeños cuartos y corredores. Las pruebas involucraron diez grupos de cuatro peces cebra cada uno para interactuar con el robot. Para cada prueba, los investigadores grabaron la posición y movimiento de los peces individuales, el movimiento del grupo como un todo y lo propenso del robot a integrarse al grupo.
Entonces se compararon los resultados con las observaciones hechas en grupos de peces cebra con cinco elementos, que nadaban bajo las mismas condiciones pero sin el robot. Y las conclusiones fueron inequívocas: “el pez aceptó al robot en su grupo sin ninguna dificultad”, dice Bonnet y agrega, “el robot fue capaz de emular el comportamiento del pez, impulsándolos a cambiar de dirección o nadar de un cuarto a otro”.
Otros estudios similares se han realizado por parte de la LSRO, pero con cucarachas. “Los peces son animales mucho más complicados. Para integrarse en una comunidad de insectos, un robot tiene simplemente que emitir cierta cantidad de feromonas. Pero integrarse en una comunidad de vertebrados parece involucrar más criterios en términos de apariencia, movimiento y vibración, dice Bonnet.
Claramente este tipo de estudios puede arrojar más luz en el comportamiento animal el cual, en muchos sentidos, sigue siendo un misterio en muchísimas especies.