Cuando escuchamos la palabra robot, lo primero que recordamos es un ente humanoide, mecatrónico y posiblemente tonto (o muy inteligente si es un robot de ciencia ficción). Pero un robot es mucho más. Un robot puede tomar cualquier forma y tamaño para ajustarse a las necesidades del entorno para el que se diseña, pero las habilidades cognitivas de un robot dejan mucho que desear. Mi interés ingenieril se centra en explotar y mejorar lo que ya sabemos de robótica para servir como base en la construcción de sistemas más inteligentes. Este esfuerzo se asienta sobre cuatro grandes áreas: Sistemas empotrados, comunicación, sistemas multiagente e ingeniería de control.

Sistemas empotrados

Los sistemas empotrados son módulos electrónicos pequeños que realizan tareas críticas. Su fallo puede significar la destrucción del sistema controlado o incluso la muerte de personas. Tal es el caso de los sistemas de control en la industria aeroespacial, en centrales nucleares o en sistemas de asistencia vitales en hospitales. Es por ello que la fiabilidad y la robustez son de una importancia primordial para asegurar el funcionamiento continuado de estos sistemas.

Las aplicaciones de los sistemas empotrados suponen requisitos adicionales comparados con otros productos como los destinados a electrónica de consumo. Así, los ingenieros de sistemas empotrados deben combinar aptitudes en electrónica, mecánica, software y regulación automática para lograr una integración de calidad.

Comunicaciones

El aumento de la complejidad en los sistemas autónomos conllevan irremediablemente el uso combinado de sistemas empotrados de fabricantes variados que no están siempre diseñados para trabajar conjuntamente. Por ello, el uso de estándares en la comunicación entre sistemas empotrados es esencial para asegurar la compatibilidad.

Los protocolos de comunicación han de ser fiables, seguros, probados, eficientes y con capacidades de tiempo real. Hay tres estándares que cumplen estos requisitos: CAN para los sistemas pequeños altamente integrados como los vehículos, DDS para sistemas medianos como aviones comerciales y CORBA para los sistemas más grandes como la red de antenas de un operador de telefonía móvil.

Lamentablemente, los aprendices en el sector de la robótica usan cada vez más sistemas de comunicación de baja calidad sin estandarizar, como ROS, que falla en muchos de los requisitos mencionados y por ello no debe considerarse más que un sistema para aficionados que no cualifica para su uso en la industria.

Sistemas multiagentes

Los sistemas multiagentes están compuestos de un enjambre de subsistemas autónomos sin control centralizado. En términos de control, la característica diferenciadora de estos sistemas reside en el comportamiento emergente cuando interactúan conjuntamente con el entorno. Puesto que el estudio de estas emergencias es complejo, una forma de abordarlo es analizar los efectos del sistema multiagente sobre el entorno.

Sin embargo, el reconocimiento de emergencias alineadas con las metas del sistema no es automatizable, en general, con la tecnología disponible hoy en día. Por ello, esta tarea está en manos de los diseñadores del sistema multiagente. Mejorar el reconocimiento de emergencias es uno de los objetivos de la investigación en inteligencia multipropósito.

Control inteligente

El avance en las técnicas de control han permitido logros tan importantes como la robótica industrial, los pilotos automáticos, la exploración espacial, los climatizadores, etc. Los reguladores automáticos invaden nuestras vidas con una labor silenciosa y sin pausa, mejorando nuestra calidad de vida. No obstante, los controladores dejan de cumplir su función cuando hay algo en el sistema controlado o en el entorno que no funciona como se espera. Los sistemas de control modelan el sistema físico a controlar.

Los meta-controladores modifican los parámetros del controlador para adaptarse a las nuevas condiciones de funcionamiento, pero tienen un límite. La superación de este límite es un tema candente con ramificaciones en inteligencia artificial y en ciencia cognitiva. Es por ello que el próximo gran avance en la ciencia de control vendrá acompañado por avances en nuestra comprensión de la esencia de la inteligencia misma.