La inteligencia del enjambre

?Pueden 20 alba?iles edificar una casa sin un plano, 40 arquitectos erigir una ciudad sin un plan, 80 blogers editar un peri¨®dico sin un director? Los humanos parecemos requerir alg¨²n tipo de control central para construir algo sensato o servicial. Las termitas, en cambio, fabrican sus ciudades ¨Cesos t¨²mulos casi mil veces mayores que su cuerpo¡ª sin necesidad de planos, arquitectos ni jefes de obra: solo con comunicaci¨®n local. Cient¨ªficos de Boston han plagiado a las termitas y han logrado unas cuadrillas de peque?os robots que son capaces de edificar estructuras sin ning¨²n control central. Todav¨ªa no son ej¨¦rcitos, pero la rob¨®tica ya posee la inteligencia del enjambre.

Justin Werfel y sus colegas de la Universidad de Harvard y el Instituto Wyss de Ingenier¨ªa Inspirada en la Biolog¨ªa ¨Ccuyo nombre es una aut¨¦ntica declaraci¨®n de intenciones¡ª han analizado a fondo el tipo de informaci¨®n que cada termita intercambia con sus vecinas y se han apoyado en ella para dise?ar los algoritmos que rigen a sus sociedades de aut¨®matas. Los artilugios no se parecen en nada a los robots antropom¨®rficos de las pel¨ªculas. Ni siquiera se parecen a termitas: son sus algoritmos de comunicaci¨®n los que se parecen a ellas.

Cada robot tiene una capacidad sensorial muy limitada: solo puede detectar si tiene un ladrillo u otro robot al lado. Su actividad basal es recorrer el terreno, tomar un ladrillo y colocarlo; si donde va a colocarlo ve que ya hay un ladrillo, va saltando posiciones hasta encontrar un hueco; y si no lo hay en esa altura, escala a la fila de arriba. Son reglas y comportamientos realmente simples. La complejidad emerge al nivel colectivo, como la inteligencia arquitect¨®nica de las termitas. Los robots termita se presentan en ¡®Science¡¯.

La inteligencia del enjambre

¡°Todo este tema de investigaci¨®n est¨¢ inspirado por las termitas¡±, reconoce el l¨ªder del grupo, el ingeniero del Instituto Wyss Justin Werfel. ¡°Empezamos por aprender las cosas incre¨ªbles que son capaces de hacer estos insectos min¨²sculos, y dijimos: fant¨¢stico, y ahora ?c¨®mo creamos robots que funcionen de manera similar, pero construyan lo que los humanos queremos?¡±. Ya se ve que lo de ¡°Instituto Wyss de Ingenier¨ªa Inspirada en la Biolog¨ªa¡± no es solo una (buena) met¨¢fora.

Werfel explica que han programado a sus robots con dos tipos de reglas: las que son comunes a cualquier estructura que se quiera construir, y lo que ¨¦l llama ¡°normas de tr¨¢fico¡±, que son espec¨ªficas de cada construcci¨®n particular. ¡°Las normas de tr¨¢fico dicen a los robots que est¨¢n en un sitio a qu¨¦ otros sitios se les permite ir a continuaci¨®n¡±, explica. Jugando con este c¨®digo de circulaci¨®n, los investigadores de Boston han logrado que sus robots termita construyan diversos tipos de arquitecturas ¨Cuna vivienda con cinco habitaciones, un taller, un edificio de tres pisos¡ª sin ning¨²n control central.

Se podr¨ªa argumentar que el control central est¨¢ en las reglas de programaci¨®n o en las ¡®normas de tr¨¢fico¡¯, pero lo cierto es que esas normas solo funcionan localmente: como una interacci¨®n entre un robot y su vecino, o con los ladrillos que tiene al lado. Un ¡®control central¡¯ que no merece llamarse ni control ni central, y que es l¨ªcito considerar como una propiedad emergente del sistema: una que no est¨¢ en el robot, sino en la sociedad de robots.

Los sistemas descentralizados de este tipo tienen notables ventajas en la ingenier¨ªa de sistemas. La aver¨ªa de cualquier robot individual es asimilada con naturalidad por el conjunto, puesto que los robots vecinos encontrar¨¢n enseguida los huecos dejados por el que ha causado baja y los rellenar¨¢n con ladrillos como si no hubiera pasado nada.

Por una vez, la tecnolog¨ªa no tiene que bautizar su invento. Los mecanismos de coordinaci¨®n entre agentes aut¨®nomos que solo interact¨²an localmente ya tienen un nombre, aunque bien feo: ¡®estigmergia¡¯. Se lo puso en 1959 el entom¨®logo franc¨¦s Pierre-Paul Grass¨¦ en alusi¨®n, precisamente, al comportamiento de las termitas que hab¨ªa estudiado. La idea central de Grass¨¦ es que la ejecuci¨®n de una acci¨®n (como poner un ladrillo) deja una marca en el entorno (el propio ladrillo ya colocado) que gu¨ªa el comportamiento subsiguiente (como saltar una posici¨®n en la pared). De ah¨ª la construcci¨®n de la palabra, que viene de los t¨¦rminos griegos para marca (¡®stigma¡¯) y acci¨®n (¡®ergon¡¯).

La etimolog¨ªa no siempre ayuda a entender las cosas, pero la naturaleza siempre ha servido de inspiraci¨®n para inventarlas.