Impresoras 3D que vuelan y trabajan en equipo como las abejas

Las abejas tienen la habilidad de saber cómo tienen que hacer su trabajo sin que nadie se lo diga. Se dividen para cuidar de las larvas, mantener limpia la colmena y recoger polen para elaborar la miel, todo con un alto nivel de sofisticación. La naturaleza enseña que es posible la construcción colectiva, escalable, robusta y adaptativa. Y la robótica está aprendiendo ahora a aprovechar propiedades similares.

Un estudio publicado este miércoles en Nature presenta una flota de drones que se organizan como abejas para hacer trabajos de construcción y reparación en lugares de difícil acceso o peligrosos. El equipo de investigadores de diferentes disciplinas, liderado por Mirko Kovac, director del Laboratorio de Robótica Aérea del Imperial College of London, ha trasladado las alturas una tecnología que ya es ejecutada por robots estáticos: la de construir casas y reparar edificios altos. Son una evolución de las impresoras 3D, que han aprendido a volar, al menos en las pruebas de laboratorio.

La flota de máquinas se divide en dos equipos: uno formado por “drones constructores” (BuilDrones), que funcionan como las impresoras 3D y depositan el material de manera precisa. Y otro integrado por “drones de escaneo” (ScanDrones), que vigilan los trabajos y dan indicaciones de lo que se debe hacer en cada momento. De esta manera, trabajan de forma colaborativa, adaptando sus técnicas sobre la marcha.

El trabajo de garantizar la coordinación está a cargo de la inteligencia artificial. Esos drones son totalmente autónomos mientras vuelan y están supervisados por un controlador humano que comprueba el progreso e interviene si es necesario, basándose en la información proporcionada por la propia flota.

Para probar el concepto, los drones construyeron una estructura de dos metros con un material de espuma a base de poliuretano y otra de 18 centímetros con un tipo de cemento desarrollado específicamente para el experimento. Durante la construcción, los vehículos evaluaron la geometría impresa en tiempo real y adaptaron su comportamiento para asegurarse de que cumplían las especificaciones del proyecto, con una precisión de cinco milímetros en el caso de la estructura de cemento.

Kovac, una de las referencias mundiales en el desarrollo de drones, sostiene que una gran novedad de esta investigación es el haberse abordado de forma multidisciplinar al aplicar la Inteligencia Artificial Física: la práctica de crear sistemas físicos capaces de realizar tareas típicamente ejecutadas por organismos inteligentes. “Se trata de integrar los materiales, con los robots, con los controladores y con la arquitectura”, afirma.

Del laboratorio a la obra

El estudio se ha llevado a cabo en el laboratorio, pero en un futuro no muy lejano este tipo de tecnología puede ayudar a reducir costes y sobre todo permitirá reducir los riesgos en las tareas relacionadas con la construcción. “No pretendemos que esto sustituya a todos los constructores, pero si alcanzamos a un pequeño porcentaje de la industria, sería un gran avance”, subraya el experto, que también es jefe del Centro de Tecnología y Materiales de Robótica en el Instituto de Ciencia de Materiales Empa en Suiza. Actualmente, su equipo lleva a cabo trabajos experimentales con empresas del sector de reparación en el Reino Unido.

Los vehículos aéreos no tripulados inspirados en animales no son una novedad. Aníbal Ollero, conocido por ser el padre de los drones en España, ha desarrollado un tipo de aeronave inspirada en los pájaros que puede reducir el número de accidentes laborales de los operarios que realizan tareas de inspección de alto riesgo. El sevillano, que es asesor científico del Centro de Tecnologías Aeroespaciales (CATEC), explica que ya son una realidad las aeronaves capaces de hacer montajes en sitios inaccesibles, medir la corrosión de tuberías, tocar puentes o un túnel para ver si existen grietas. “Tenemos prototipos que pueden hacerlo ya”, señala el catedrático de la Universidad de Sevilla.

Según Ollero, la tecnología necesaria para que los drones sustituyan a los humanos en esas situaciones de riesgo, o incluso a los taxis y a los repartidores de comida, ya está desarrollada; lo que hace falta es establecer normativas que permitan contemplarla. Para eso, se ha creado en Sevilla el Centro de Innovación UAVs (vehículos aéreos no tripulados, por sus siglas en inglés) y Movilidad Aérea Urbana, que tiene como objetivo integrar todos los aspectos que implican tener a drones por los cielos de la ciudad.

Esto supone que los vehículos sean más seguros, que se integre el tráfico aéreo y la infraestructura de la ciudad. Y no menos importante, la aceptación social. “Hace falta que no hagan ruido y que respeten la privacidad. Las tecnologías, desde el punto de vista de desarrollo, están listas con distintos grados de madurez. En algunos casos, totalmente desarrolladas. Pero, como es natural, en el sector aeronáutico, antes de que pueda generalizarse su uso, hace falta que se contemple la seguridad desde todos los puntos de vista”, concluye Ollero.

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