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Conoce a Som Charlie, el robot espía de la CIA

Conoce a Som Charlie, el robot espía de la CIA

Quizás ya tengas al menos dos preguntas: ¿por qué Charlie y por qué el bagre? Bueno, primero, y comencemos con el nombre. En la década de 1960, los anuncios de atún de Charlie, la mascota de la empresa de atún StarKist, eran populares en los Estados Unidos. El anuncio se volvió tan viral que la frase «Lo siento Charlie» sobre el desafortunado atún entró rápidamente en el léxico estadounidense.

Entonces, cuando la Oficina de Programas y Tecnología Avanzados de la CIA comenzó a realizar investigaciones sobre peces en la década de 1990, Charlie demostró ser el nombre en clave perfecto. Bueno, excepto que CIA Charlie era un pez gato. Y era un robot.

Más específicamente, Charlie era un vehículo submarino no tripulado (UUV) diseñado para recolectar muestras de agua en secreto. Con la ayuda del control remoto, el piloto podía controlar tal «bagre» si estaba en la línea de visión. Sabemos poco sobre el diseño del «pez de radio», excepto que tenía un cuerpo sólido, un sistema de peso y un receptor de radio potente, y un sistema de propulsión estaba ubicado en su cola.

Con una longitud de 61 centímetros, Charlie ciertamente no ha establecido ningún récord: algunos tipos de bagre pueden crecer hasta 2 metros. Aunque Charlie ha recopilado información útil, se desconoce, ya que muchos de los detalles de sus misiones aún están clasificados.


El mismo atún Charlie del anuncio.

No hay nada como un robot para explorar el medio acuático

La CIA estaba lejos de ser la única organización en hacer un BPA funcional, o incluso la primera de ellas. En los Estados Unidos, dicha investigación comenzó en serio en la década de 1950, cuando la Marina comenzó a financiar el desarrollo de tecnología para operaciones de rescate en aguas profundas.

Aaron Marburg, ingeniero eléctrico jefe e informático que trabaja en el BPA en el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad de Washington, señala que las profundidades de los océanos del mundo están en su mayoría fuera del alcance de los barcos tripulados. «La naturaleza de los océanos es tal que solo podemos explorarlos con robots», dijo. Para explorar estas regiones inexploradas, dijo, «tenemos que resolver problemas técnicos y hacer que los robots funcionen».

Uno de los primeros UUV se puede encontrar en el atrio cerca de la oficina de Marburg: es el Vehículo de Investigación Submarino Autopropulsado, o SPURV, desarrollado en el Laboratorio de Física Aplicada a fines de la década de 1950. El propósito original de SPURV era recopilar datos sobre las propiedades físicas de los mares y océanos, en particular información sobre la temperatura y la velocidad del sonido (a partir de ella se puede comprender, por ejemplo, la salinidad del agua: California. trad.).

A diferencia de Charlie, que parecía un pez, el SPURV tenía una forma de torpedo más predecible que se adaptaba mejor a su propósito. Su longitud era de poco más de 3 metros, podía sumergirse a una profundidad de 3600 metros, desarrollar una velocidad máxima de 2,5 m / sy funcionar durante 5,5 horas con la energía de la batería. Los datos se registraron en cinta magnética y luego se transfirieron a una grabadora de cinta fotosensible u otro soporte informático, a partir del cual se construyeron los gráficos posteriormente utilizando una potente PC de esos años, la IBM 1130.


El SPURV parecía un torpedo ordinario, lo que no es de extrañar: para sus tareas, no era necesario imitar al pez.

Con el tiempo, las herramientas SPURV se han vuelto más avanzadas y el alcance del proyecto se ha expandido significativamente. En un estudio, por ejemplo, se equipó un SPURV con un fluorómetro para medir la fracción de volumen de varios tintes en el agua, lo que permitió el estudio de la contaminación del océano. El proyecto fue tan exitoso que se desarrollaron UUV de tipo SPURV adicionales, que finalmente completaron casi 400 misiones cuando se completó el proyecto en 1979.

Marburg dice que trabajar en robots submarinos significa equilibrar los riesgos técnicos con los objetivos de la misión, adaptados para una financiación limitada. El apoyo a la investigación puramente especulativa en esta área es escaso. Por lo tanto, la idea principal es hacer que el BPA sea simple, eficiente y confiable. «Nadie quiere escribir un informe a sus patrocinadores diciendo ‘lo siento, las baterías están agotadas y perdimos nuestro pez robótico de un millón de dólares en la corriente submarina», dice Marburg.

Robofish llamado SoFi

Comenzando con el SPURV, ha habido muchos otros vehículos submarinos no tripulados de diversas formas y tamaños para diversas misiones, desarrollados en los Estados Unidos y otros países. Los UUV y sus primos autónomos, ABP, se utilizan actualmente para la investigación y la observación científicas.

Al menos algunos de estos robots estaban inspirados en los peces. Por ejemplo, a mediados de la década de 1990, los ingenieros del MIT estaban trabajando en un «robot» apodado, sorpresa, Charlie. Como ese atún promocional, tenía un sistema de propulsión que imita la aleta caudal de un pez real. Este fue un paso importante en comparación con las hélices utilizadas en el tipo SPURV de BPA.


Pero este Charlie nunca ha navegado solo: siempre ha estado conectado por una serie de comunicaciones con la «costa». El siguiente intento de un grupo del MIT, un «robochuck» llamado Wanda, superó esta limitación y pudo nadar libremente, pero nunca aprendió a evitar chocar con las paredes de su cámara de prueba.

Avance rápido 25 años cuando un equipo del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del MIT presentó SoFi, el último robot con forma de pez diseñado para nadar junto a peces reales sin molestarlos. Con una consola Super Nintendo actualizada (sí, usando un joystick), SoFi podía bucear más de 15 metros, verificar su flotabilidad y nadar hasta 40 minutos con una sola carga.

Al señalar que los creadores de SoFi probaron sus peces robóticos en las hermosas aguas de un resort de Fiji, Evan Ackerman de IEEE Spectrum comentó con razón: «Una parte de mí está convencida de que la robótica está asumiendo proyectos como este … simplemente porque es una excelente manera de justificar un viaje a un lugar exótico. «…

Sophie, Wanda y Charlie son todos ejemplos de biomimetismo. Este término, introducido en 1974, describe dispositivos técnicos que repiten las acciones de cualquier organismo vivo.

A veces, la tecnología resultante resulta más eficaz que su contraparte natural: esto fue descubierto por Richard James Clapham mientras estudiaba peces robóticos para su tesis doctoral en la Universidad de Essex en Inglaterra. Bajo la supervisión del experto en robótica Huosheng Hu Clapham, estudió los movimientos de natación de la carpa común. Cyprinus carpio… Luego desarrolló cuatro robots que usaban natación similar a la de las carpas, el más exitoso de los cuales fue iSplash-II.


Robocarp iSplash.

Cuando se probó en condiciones ideales, es decir, en un contenedor de 5 metros de largo, 2 metros de ancho y 1,5 metros de profundidad, el iSpash-II pudo alcanzar una velocidad máxima de 11,6 longitudes corporales por segundo (o aproximadamente 3,7 m / s). Esto es más rápido que la carpa real, que tiene una velocidad máxima de alrededor de 10 cuerpos por segundo. Sin embargo, en distancias cortas, como una carrera rápida hacia adelante para escapar de los peces depredadores, el iSplash-II no logró el máximo rendimiento de la carpa real.

Nadar en una piscina de prueba o en un lago tranquilo es una cosa, por supuesto. Otra cosa es sobrevivir en la turbulencia de la ola que se aproxima. Finalmente, esto es exactamente lo que la robótica Catherine Daltorio pudo estudiar en detalle.

Daltorio, investigador de la Case University y codirector del Centro de Investigación Biológica en Robótica, estudió los movimientos de cucarachas, lombrices de tierra y cangrejos para comprender cómo construir mejores robots. Mientras observaba al cangrejo moverse de una playa de arena a aguas poco profundas sin perder su curso en las olas, se inspiró para crear un robot anfibio con patas puntiagudas y curvas que le permitirían anclarse firmemente en la arena. Este diseño permitió que su robot soportara cargas de hasta el 138% de su peso corporal.

En sus diseños, Daltorio sigue el famoso dicho del arquitecto Louis Sullivan: «la forma sigue a la función». No trató de imitar la estética de la naturaleza: su robot solo se parece brevemente a un cangrejo, pero al mismo tiempo tiene la mejor funcionalidad. Observa cómo los animales interactúan con su entorno y «roban» las mejores ideas de la evolución.


Daltorio creó una araña en lugar de un cangrejo.

Sin embargo, admite Daltorio, hay espacio para peces robot de aspecto realista, al menos porque pueden capturar la imaginación y despertar el interés en la robótica o la biología. Y, a diferencia de los humanoides hiperrealistas, es poco probable que el pez robótico termine en el «valle izquierdo».

Abundan los ejemplos de peces robóticos tan realistas. Por ejemplo, Ryomei Engineering, una subsidiaria de Mitsubishi Heavy Industries, ha desarrollado varios tipos: robo-celacanto, koi dorado robótico y carpa robótica. El celacanto se desarrolló como una ayuda didáctica para acuarios para mostrar a las personas un ejemplo realista de un pez raro que la mayoría de la gente solo conoce por los fósiles. Mientras tanto, ingenieros de la Universidad de Kitakyushu en Japón han creado el «Tai-robot-kun», un besugo que se parece mucho a un besugo vivo. Y el equipo de Evologics con sede en Berlín desarrolló el scooter robótico BOSS.

Cualquiera que sea el propósito oficial de su creación, estos peces robóticos realistas pueden ayudarnos a desarrollar nuevos submarinos, así como a descubrir los secretos de los océanos del mundo.