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Innovacion

Crean drones aut�nomos cuyo dise�o se inspira en insectos que tienen comportamientos sociales

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Los investigadores estudian c�mo insectos que presentan comportamientos sociales pueden ser un modelo viable para el desarrollo de drones que aprovechen millones de a�os de evoluci�n.

05 Julio de 2024 16.50

Inspiradas por las visionarias palabras de Steve Jobs, quien predijo que "las mayores innovaciones del siglo XXI surgir�n en la intersecci�n de la biolog�a y la tecnolog�a", empresas l�deres a nivel mundial est�n adoptando innovaciones bioinspiradas en el campo de la inteligencia artificial (IA).�

La naturaleza, con m�s de 3.8 mil millones de a�os de evoluci�n desarroll� estrategias sofisticadas que los humanos pueden emular para resolver desaf�os organizacionales. Este enfoque interdisciplinario permite explorar y aplicar las lecciones de la naturaleza a tecnolog�as, productos, procesos y estrategias organizacionales. La historia humana, con apenas 200,000 a�os, es un instante ef�mero en comparaci�n con la evoluci�n de la vida en la Tierra, equivalentes a unos 28 minutos en el contexto de un a�o calendario. Solo descubrimos aproximadamente el�15% de las especies que habitan el planeta, lo cual significa que hay un vasto mundo de aprendizajes que podemos aplicar para resolver diferentes desaf�os humanos.

En la Universidad Estatal de Arizona (ASU), investigadores como la�Dra. Spring Berman y su equipo trabajan en el desarrollo de�drones aut�nomos basados en el comportamiento de insectos sociales, como las hormigas y las abejas. Estos avances prometen revolucionar la manera en que utilizamos la IA para resolver problemas complejos en m�ltiples industrias.

La Biom�mesis y la IA

La biom�mesis, que proviene del griego "bios" (vida) y "m�mesis" (emular), se refiere al estudio y la emulaci�n de los sistemas y elementos de la naturaleza para resolver problemas humanos complejos. Este t�rmino es m�s amplio y abarca no solo los aspectos f�sicos o estructurales de la naturaleza, sino tambi�n sus procesos y sistemas.�

La biom�mesis busca entender c�mo funciona la naturaleza, c�mo se organizan los sistemas biol�gicos y c�mo estos pueden ser modelados o adaptados para mejorar la tecnolog�a, los procesos y las estrategias en diversas disciplinas como la ingenier�a, el dise�o, la medicina, la arquitectura, la biotecnolog�a, la aeroespacial, la automatizaci�n, la electr�nica, entre muchos otros. Su enfoque es hol�stico y profundamente integrado en principios de sostenibilidad y eficiencia.

En el corto per�odo que hemos estado en la Tierra, hemos desarrollado h�bitos que, en muchos casos, han sido destructivos. De hecho, transformamos la Tierra tanto, f�sica, qu�mica y ecol�gicamente, que algunos cient�ficos consideran que hemos dado pie a una nueva era geol�gica: el Antropoceno.�


La biom�mesis ofrece la oportunidad de enmendar el da�o que hemos causado, de adoptar una visi�n sist�mica de nuestro planeta y comenzar a vivir dentro de sus l�mites. Reconoce que estamos rodeados de millones de organismos y ecosistemas que tienen algo que ense�arnos sobre c�mo sobrevivir y prosperar en la Tierra. Con cuidado y enfoque, podemos aprender a emular las estrategias exitosas de la naturaleza. Es tiempo de crear dise�os, materiales y tecnolog�as propias que no solo sean sostenibles, sino tambi�n regenerativas y restaurativas; que mantengan el tejido de la vida en la Tierra.

Un caso de innovaci�n inspirada por la Naturaleza

Investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), liderados por la�Dra. Spring Berman, desarrollaron drones aut�nomos que emulan el comportamiento de insectos sociales como las hormigas y las abejas. Estos drones son capaces de coordinarse y tomar decisiones en tiempo real, optimizando su eficiencia en misiones de b�squeda y rescate. La investigaci�n se centra en c�mo estos insectos se comunican y colaboran para completar tareas complejas, y c�mo estas estrategias pueden ser aplicadas a la tecnolog�a de drones.

Entre los beneficios y aplicaciones de este enfoque se destacan:�

Eficiencia Operacional: Los drones pueden coordinarse de manera eficiente para cubrir grandes �reas y completar tareas r�pidamente.

Resiliencia: La capacidad de los drones para tomar decisiones en tiempo real los hace adaptables a situaciones cambiantes y entornos din�micos.

Sostenibilidad: Al emular sistemas naturales, los drones pueden operar de manera m�s eficiente, reduciendo el consumo de energ�a y los recursos necesarios.

Aplicaciones en B�squeda y Rescate: Estos drones pueden ser utilizados en misiones de b�squeda y rescate, exploraci�n ambiental, y monitoreo de desastres naturales.

El comportamiento de los insectos sociales, como la comunicaci�n mediante feromonas y la toma de decisiones colectivas, sirve como modelo para el desarrollo de estos drones. Las hormigas, por ejemplo, dejan rastros qu�micos que otros miembros de la colonia siguen, optimizando la b�squeda de alimentos y la navegaci�n. De manera similar, los drones utilizan algoritmos de IA para emular estos procesos de comunicaci�n y colaboraci�n.

Los investigadores que se dedican a este proyecto incluyen a Ted Pavlic como investigador principal. Pavlic es profesor asociado en el Centro de Din�mica Social y Complejidad y el Grupo de Investigaci�n de Insectos Sociales de la Universidad Estatal de Arizona (ASU). Adem�s, es el director asociado de investigaci�n del Centro de Biom�mesis de ASU. Su trabajo se centra en c�mo los insectos sociales como las hormigas y las abejas coordinan sus acciones y adaptan sus comportamientos a diferentes desaf�os, utilizando esta informaci�n para mejorar los sistemas aut�nomos (fuentes:�ASU News,�Global Security Initiative).

Tambi�n se puede mencionar a Spring Berman que es profesora asociada de ingenier�a mec�nica y aeroespacial en la Escuela de Ingenier�a de la Materia, Transporte y Energ�a de ASU. Berman dirige el Laboratorio de Sistemas Colectivos Aut�nomos (ACS), donde se dise�an estrategias de control para sistemas de robots aut�nomos a gran escala que exhiben inteligencia colectiva y autoorganizaci�n. Su trabajo incluye desarrollar enfoques de control multi-robot para operaciones de b�squeda y rescate inspiradas en insectos sociales.

La integraci�n de principios biomim�ticos en la tecnolog�a de drones no solo mejora su rendimiento actual, sino que tambi�n ofrece un marco para el desarrollo de tecnolog�as avanzadas que pueden operar de manera sostenible. Estos avances tienen el potencial de transformar m�ltiples industrias, desde la gesti�n de desastres hasta la agricultura de precisi�n, promoviendo una mayor armon�a entre la tecnolog�a y el medio ambiente.

*Por Gonzalo Wartjes. Durante su doctorado en el Instituto Tecnol�gico de Buenos Aires (ITBA) fund� el�Consejo de Biom�mesis & Innovaci�n Sist�mica. Esta organizaci�n pionera promueve tanto la biom�mesis como la innovaci�n sist�mica, ambas disciplinas cient�ficas que abordan desaf�os complejos a trav�s de un enfoque integrado y hol�stico.

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