Lo que aprenden los robots de las hormigas de fuego

Robots, tomen nota: cuando trabajan en espacios estrechos y llenos de gente, las hormigas de fuego saben cómo evitar demasiados cocineros en la cocina.

Las observaciones de hormigas de fuego que cavan un nido subterráneo revelan que unas pocas hormigas industriosas hacen la mayor parte del trabajo mientras que otras se entretienen. Las simulaciones por computadora confirman que, si bien esta estrategia puede no ser la más justa, es la más eficiente porque ayuda a reducir el hacinamiento en los túneles que engulliría las obras. El siguiente ejemplo de las hormigas de fuego podría ayudar a los escuadrones de robots a trabajar juntos de manera más eficiente , informan los investigadores en la Ciencia del 17 de agosto .

Los robots que pueden trabajar en barrios estrechos y abarrotados sin tropezarse pueden ser especialmente buenos cavando entre escombros para misiones de búsqueda y rescate, limpieza de desastres o construcción, dice Justin Werfel, un investigador de comportamiento colectivo de la Universidad de Harvard que ha diseñado insectos. enjambres de robots inspirados.

Daniel Goldman, un físico de Georgia Tech en Atlanta, y sus colegas examinaron imágenes de alrededor de 30 hormigas de fuego cavando túneles durante tramos de 12 horas. "Para nuestra sorpresa, descubrimos que hay solo de tres a cinco hormigas haciendo cualquier cosa" a la vez, dice Goldman. Aunque los niveles de actividad de las hormigas individuales variaron con el tiempo, alrededor del 30 por ciento de las hormigas hicieron aproximadamente el 70 por ciento del trabajo en un período de 12 horas.

Para investigar por qué las hormigas de fuego dividen el trabajo de esta manera, el equipo de Goldman creó simulaciones por computadora de dos colonias de hormigas cavando túneles. En uno, las hormigas virtuales imitaban la división del trabajo desigual de los insectos reales; en el otro, todas las hormigas se lanzaron por igual. La colonia con menos levantadores pesados ​​fue mejor para mantener el tránsito del túnel en movimiento; en tres horas, esa colonia cavó un túnel que era aproximadamente tres veces más largo que el grupo de hormigas que hicieron su parte justa.

El equipo de Goldman luego probó la estrategia de trabajo en equipo de hormigas de fuego en robots autónomos. Estos robots avanzaron y retrocedieron por una pista angosta, recogiendo bolas de plástico en un extremo y arrojándolas al otro. Programar a los robots para hacer el mismo trabajo "no es tan malo cuando tienes dos o tres", dice Goldman, "pero cuando obtienes cuatro en ese pequeño túnel angosto, olvídate de eso". La flota de cuatro robots tendía a quedarse atrapada en pileups. La programación de los robots para compartir la carga de trabajo de manera desigual ayudó a evitar estos smashups y mover el material un 35 por ciento más rápido, hallaron los investigadores.