Simulador de vuelo de moscas ayuda a construir robots inteligentes
Cazar una mosca al vuelo es poco menos que una misión imposible. Su rapidez y sus continuos cambios de rumbo convierten a dichos insectos dípteros en una presa extremadamente complicada. Para que nos hagamos una idea, la mosca doméstica, por ejemplo, es capaz de volar a dos metros por segundo a través de una habitación para acabar aterrizando, tras realizar un giro de 360 grados, en el techo.
Pero ¿cómo consiguen las moscas tal rapidez de reflejos y movimiento? Hay que tener en cuenta que, a diferencia de los humanos, la mosca no puede mover sus ojos, y tiene que mover su cabeza o todo su cuerpo para mantener el entorno ante su vista.
Una de las claves la conocen los científicos desde hace ya mucho tiempo. La velocidad con la que procesan las imágenes. Mientras el ojo humano es capaz de procesar hasta 25 imágenes por segundo, se calcula que una mosca distingue la friolera de 100 imágenes por segundo. Una ventaja considerable que utilizan para interpretar con enorme rapidez lo que sucede en su entorno y reaccionar en consecuencia.
Cerebro diminuto, capacidades gigantes
El cerebro de una mosca es apenas del tamaño de la cabeza de una aguja. Sin embargo, cuenta con algunas particularidades que lo hacen especial. Así lo han constatado los investigadores del Instituto Max-Planck de Neurobiología, con sede en la ciudad alemana de Martinsried. Bajo la dirección del profesor Alexander Borst y en colaboración con el Centro de Cognición para Sistemas Técnicos (CoTeSys), los científicos han construido un simulador de vuelo para moscas. En concreto, para moscardones. Sujetos a un soporte, los insectos son sometidos a diferentes patrones, movimientos y estímulos sensoriales. Unos electrodos registran las reacciones de las células cerebrales. De esta manera, los investigadores analizan qué sucede en el cerebro de una mosca cuando el insecto vuela.
Bildunterschrift: Großansicht des Bildes mit der Bildunterschrift: El objetivo es construir robots inteligentes que reaccionen de forma flexible ante el entorno.
El primer resultado es evidente: las moscas procesan las imágenes de forma diferente a como lo hace el cerebro humano. De forma general, los movimientos registrados en un espacio determinado producen los denominados "campos de flujo ópticos". Cuando realizamos un movimiento hacia adelante, por ejemplo, los objetos fluyen lateralmente ante nuestra vista. Pues bien, la mosca -en su diminuto cerebro- registra dichos movimientos y forma un patrón con ellos. Posteriormente, dichos patrones son procesados por el centro óptico. Lo más increíble de todo es que el cerebro de la mosca necesita tan sólo 60 neuronas para realizar estas complejas tareas.
Aplicaciones en robótica
La clave, al parecer, se halla en que las células nerviosas -denominadas células VS- que se encuentran interconectadas directamente en el cerebro de las moscas. Así, la información relacionada con el movimiento es procesada de forma simultánea por ambos ojos. De esta manera, las moscas disponen de una información exacta sobre su situación y movimiento. Una percepción eficiente de las señales visuales que puede resultar de gran utilidad, por ejemplo, a la hora de fabricar robots.
Aún hoy en día, la mayor parte de los robots caminan en línea recta y sólo cambian de dirección como respuesta a un estímulo exterior, pero de forma preprogramada. Perciben su entorno a través de cámaras y tardan en reconocer las barreras existentes en su superficie de trabajo. Algo que provoca, por ejemplo, que humanos y máquinas aún deban trabajar separados para evitar accidentes. El objetivo es que, en el futuro, los robots puedan percibir de forma autónoma su entorno y aprender de ello.
De momento, los ingenieros de la Universidad Técnica de Munich (TUM) han aprovechado los avances de la investigación para desarrollar máquinas inteligentes que son capaces de observar su entorno a través de cámaras y aprender de ello para actuar de forma flexible a situaciones diferentes. La meta pasa porque, en el futuro, las máquinas puedan tratar directamente con las personas, reaccionar a ello y no ponerlas en peligro.
Autor: Emili Vinagre
Editor: José Ospina-Valencia
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Rodrigo González Fernández
Diplomado en "Responsabilidad Social Empresarial" de la ONU
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