Hoy en día, los drones se usan para todo: grabar videos, vigilar cultivos, revisar zonas de desastre, etc. Pero la mayoría aún necesita que alguien los controle. Y muchos drones no pueden moverse bien en lugares llenos de obstáculos. Si lo hacen, es porque llevan sensores caros, chips potentes o conexión constante a internet.
Un grupo de investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shangai en China se inspiró en insectos como las moscas para resolver ese problema. Querían que drones pequeños se movieran solos y rápido, como si tuvieran cerebro de insecto. Los resultados fueron publicados en Nature Machine Intelligence.
Inspiración
Las moscas vuelan con agilidad, esquivan objetos y cazan, todo con un cerebro diminuto. Eso llamó la atención de los científicos, que querían imitar ese control de vuelo. En vez de dividir la tarea de volar en varias partes como hacen los sistemas clásicos, propusieron una red neuronal que toma datos y da órdenes de vuelo directamente.
Esa red funciona con imágenes muy básicas: un mapa de profundidad de solo 12×16 píxeles. Aun así, entiende el entorno y decide cómo moverse. Entrenaron al sistema en un simulador que usa figuras simples como cubos y cilindros. Así lograron variedad sin complicarse.
Lo interesante es que entrenar la red toma solo dos horas con una buena tarjeta gráfica. Además, funciona en una computadora que cuesta 21 dólares. El sistema permite que varios drones vuelen al mismo tiempo sin chocar, sin hablar entre ellos y sin necesitar una base central.
En lugar de depender de toneladas de datos etiquetados por humanos, el modelo se entrena con física simulada. Eso lo hace más eficiente y adaptable al mundo real. Esta técnica se llama «aprendizaje con física diferenciable». No es nueva, pero este grupo la aplicó con éxito a drones reales.
Ventajas
Descubrieron que menos sensores y menos datos no significan peor rendimiento. De hecho, a veces rinden mejor que modelos más grandes y caros. Un dron controlado con imágenes borrosas puede volar a 20 metros por segundo. Como las moscas, que ven mal, pero vuelan genial.
El modelo que crearon pesa menos de 2 MB. Aun así, permite que varios drones trabajen en grupo sin comunicarse entre sí. Esto puede cambiar cómo entendemos la inteligencia en los robots. Menos puede ser más, si lo que hay está bien diseñado.
A futuro, podrían usar esta tecnología en drones que compiten en carreras, graban deportes o buscan personas en edificios colapsados. Incluso piensan usar “flujo óptico”, una técnica inspirada en cómo ven los insectos, para mejorar aún más el vuelo autónomo.
Aunque el sistema ya funciona muy bien, todavía no se entiende del todo cómo logra tanto con tan poco. Esa es la siguiente meta del equipo.
