{"id":66502,"date":"2025-01-06T14:00:24","date_gmt":"2025-01-06T19:00:24","guid":{"rendered":"https:\/\/einsteresante.com\/?p=66502"},"modified":"2025-01-06T14:00:25","modified_gmt":"2025-01-06T19:00:25","slug":"cientificos-desarrollan-tecnologia-para-controlar-los-enjambres-de-insectos-cyborg","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/einsteresante.com\/index.php\/2025\/01\/06\/cientificos-desarrollan-tecnologia-para-controlar-los-enjambres-de-insectos-cyborg\/","title":{"rendered":"Cient\u00edficos desarrollan tecnolog\u00eda para controlar los enjambres de insectos cyborg"},"content":{"rendered":"\n

Cient\u00edficos han desarrollado un algoritmo avanzado de navegaci\u00f3n en enjambre para insectos cyborg que les impide quedarse atascados mientras navegan por terrenos dif\u00edciles. Publicado en Nature Communications<\/a>, el nuevo algoritmo representa un avance significativo en la rob\u00f3tica de enjambre. Podr\u00eda allanar el camino para aplicaciones en socorro en caso de desastres, misiones de b\u00fasqueda y rescate e inspecci\u00f3n de infraestructuras.<\/p>\n\n\n\n

Los insectos cyborg son insectos reales equipados con peque\u00f1os dispositivos electr\u00f3nicos en sus espaldas, que consisten en varios sensores como c\u00e1maras \u00f3pticas e infrarrojas, una bater\u00eda y una antena para la comunicaci\u00f3n, que permiten controlar sus movimientos de forma remota para tareas espec\u00edficas. El profesor Hirotaka Sato de la Escuela de Ingenier\u00eda Mec\u00e1nica y Aeroespacial de la NTU de Singapur demostr\u00f3 por primera vez el control de un solo insecto c\u00edborg en 2008.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, un solo insecto es insuficiente para operaciones como las misiones de b\u00fasqueda y rescate, donde los sobrevivientes del terremoto est\u00e1n dispersos y existe una ventana \u00f3ptima de 72 horas para localizarlos. En 2021 y 2024, el profesor Sato y sus socios de la Home Team Science & Technology Agency (HTX) de Singapur y Klass Engineering and Solutions demostraron c\u00f3mo los insectos c\u00edborg pueden utilizarse en operaciones de b\u00fasqueda y rescate en el futuro.<\/p>\n\n\n\n

Este \u00faltimo art\u00edculo sobre el nuevo sistema de enjambre utiliza una din\u00e1mica de l\u00edder-seguidor, en la que un insecto cyborg act\u00faa como l\u00edder del grupo y gu\u00eda a otros 19. Los coautores del art\u00edculo, el profesor Masaki Ogura de la Universidad de Hiroshima y el profesor Wakamiya Naoki de la Universidad de Osaka, desarrollaron el algoritmo de control del enjambre y los programas inform\u00e1ticos, mientras que el profesor Sato de la NTU y su equipo prepararon el enjambre de insectos cyborg, implementaron el algoritmo en las mochilas electr\u00f3nicas de los insectos y llevaron a cabo los experimentos f\u00edsicos en Singapur.<\/p>\n\n\n\n

Los cient\u00edficos observaron varios beneficios de su nuevo algoritmo de enjambre durante los experimentos de laboratorio. Permitir que los insectos cyborg se muevan con m\u00e1s libertad reduce el riesgo de que queden atrapados en obst\u00e1culos, y los cyborgs cercanos tambi\u00e9n podr\u00edan ayudar a liberar a los que est\u00e1n atrapados o volcados.<\/p>\n\n\n\n

C\u00f3mo funciona el enjambre de insectos cyborg
<\/strong>Investigaciones anteriores demostraron que el control de un solo cyborg o de un grupo se realizaba mediante algoritmos que proporcionaban instrucciones detalladas y complejas a los insectos individuales, un enfoque que no coordinar\u00eda el movimiento de un grupo grande. Con el nuevo m\u00e9todo, el insecto l\u00edder es designado primero por el algoritmo, luego se le notifica el destino previsto y su mochila de control se coordinar\u00e1 con la mochila de los dem\u00e1s miembros del grupo para guiar al enjambre.<\/p>\n\n\n\n

Este enfoque de “gu\u00eda de viaje” permite que el enjambre se adapte din\u00e1micamente, ya que los insectos pueden ayudarse entre s\u00ed para superar obst\u00e1culos, ajustando sus movimientos si un miembro queda atrapado. Los insectos utilizados son cucarachas silbadoras de Madagascar equipadas con una placa de circuito liviana, sensores y una bater\u00eda recargable en la espalda, que forma un sistema de navegaci\u00f3n aut\u00f3nomo que las ayuda a navegar por sus alrededores y las empuja hacia un objetivo.<\/p>\n\n\n\n

Estos cyborgs consumen significativamente menos energ\u00eda que los robots tradicionales, que dependen de motores de alto consumo de energ\u00eda para moverse. Las patas del insecto proporcionan la locomoci\u00f3n necesaria para mover la mochila, ya que esta empuja al insecto mediante la aplicaci\u00f3n de peque\u00f1as estimulaciones el\u00e9ctricas, gui\u00e1ndolo en una direcci\u00f3n particular.<\/p>\n\n\n\n

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Fotograf\u00eda fija de la navegaci\u00f3n de un enjambre de insectos cyborg. El insecto de la parte delantera izquierda (el m\u00e1s cercano a la c\u00e1mara) es el l\u00edder. Cr\u00e9dito: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038\/s41467-024-55197-8.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Cuando se combina con el algoritmo de control de enjambre, los instintos de los insectos les permiten navegar por terrenos complejos y responder r\u00e1pidamente a los cambios ambientales. En los experimentos, el nuevo algoritmo redujo la necesidad de empujar a los insectos en un 50% en comparaci\u00f3n con los enfoques anteriores, lo que permite a los insectos tener una navegaci\u00f3n m\u00e1s independiente sobre los obst\u00e1culos y resolver problemas como los insectos atascados o atrapados. El profesor Sato dijo que se prev\u00e9 que la tecnolog\u00eda sea \u00fatil en misiones de b\u00fasqueda y rescate, inspecci\u00f3n de infraestructuras y monitoreo ambiental, donde los espacios estrechos y las condiciones impredecibles hacen que los robots convencionales sean ineficaces.<\/p>\n\n\n\n

“Para llevar a cabo operaciones de b\u00fasqueda e inspecci\u00f3n, es necesario inspeccionar grandes \u00e1reas de manera eficiente, a menudo en terrenos dif\u00edciles y llenos de obst\u00e1culos. El concepto implica el despliegue de m\u00faltiples enjambres de insectos c\u00edborg para navegar e inspeccionar estas regiones obstruidas. Una vez que los sensores de la mochila de un insecto c\u00edborg detectan un objetivo, como humanos en misiones de b\u00fasqueda y rescate o defectos estructurales en la infraestructura, pueden alertar de forma inal\u00e1mbrica al sistema de control”, explica el profesor Sato.<\/p>\n\n\n\n

El profesor Sato es famoso por su trabajo pionero en insectos cyborg. Anteriormente hab\u00eda recibido reconocimiento mundial cuando su investigaci\u00f3n fue nombrada una de las 50 mejores invenciones de 2009 de la revista TIME y una de las 10 tecnolog\u00edas emergentes de 2009 (TR10) por el MIT Technology Review.<\/p>\n\n\n\n

El profesor Masaki Ogura, de la Escuela de Posgrado de Ciencias Avanzadas e Ingenier\u00eda de la Universidad de Hiroshima, y \u200b\u200buno de los autores del art\u00edculo, afirm\u00f3: “Nuestro algoritmo de control de enjambres representa un avance significativo en la coordinaci\u00f3n de grupos de insectos c\u00edborg para misiones complejas de b\u00fasqueda y rescate. Esta innovaci\u00f3n tiene el potencial de mejorar en gran medida la eficiencia de la respuesta a desastres y, al mismo tiempo, abrir nuevas v\u00edas para la investigaci\u00f3n en el control de enjambres. Subraya la importancia de desarrollar m\u00e9todos de control que funcionen de manera eficaz en escenarios del mundo real, yendo m\u00e1s all\u00e1 de los modelos te\u00f3ricos y las simulaciones”.<\/p>\n\n\n\n

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Ilustraci\u00f3n de c\u00f3mo varios insectos c\u00edborg seguir\u00e1n a un \u00fanico l\u00edder (navegaci\u00f3n en enjambre). Cr\u00e9dito: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038\/s41467-024-55197-8<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

El profesor Wakamiya Naoki, de la Escuela de Posgrado de Ciencias de la Informaci\u00f3n y Tecnolog\u00eda de la Universidad de Osaka, explic\u00f3: “A diferencia de los robots, los insectos no se comportan como pretendemos que lo hagan. Sin embargo, en lugar de intentar controlarlos con precisi\u00f3n a la fuerza, descubrimos que adoptar un enfoque m\u00e1s relajado y rudo no s\u00f3lo funcionaba mejor, sino que tambi\u00e9n conduc\u00eda a la aparici\u00f3n natural de comportamientos complejos, como acciones cooperativas, que son dif\u00edciles de dise\u00f1ar como algoritmos.<\/p>\n\n\n\n

“Este fue un descubrimiento notable. Aunque sus acciones pueden parecer aleatorias a primera vista, parece que todav\u00eda hay mucho que podemos aprender de los comportamientos sofisticados e intrincados de los organismos vivos”.<\/p>\n\n\n\n

Su \u00faltimo avance subraya el potencial pr\u00e1ctico de los sistemas bioh\u00edbridos para abordar los desaf\u00edos del mundo real y la importancia de las colaboraciones de investigaci\u00f3n interdisciplinarias globales. De cara al futuro, el equipo conjunto pretende desarrollar algoritmos que permitan acciones coordinadas de enjambre m\u00e1s all\u00e1 de los movimientos simples, como el transporte colaborativo de objetos grandes. Tambi\u00e9n planean realizar experimentos en entornos al aire libre, incluidos los montones de escombros que se encuentran com\u00fanmente en zonas de desastre, para validar la eficacia del algoritmo en escenarios m\u00e1s complejos y del mundo real.<\/p>\n\n\n\n

Fuente: Tech Xplore<\/a>.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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