Robótica basada en el comportamiento

La robótica basada en el comportamiento (BBR) o la robótica conductual es un enfoque en robótica que se centra en los robots que son capaces de mostrar comportamientos complejos a pesar de un estado variable interno pequeño para modelar su entorno inmediato, corrigiendo sus acciones a través de enlaces sensorio-motores.

Los robots basados ​​en el comportamiento (RBC) a menudo muestran más funciones biológicas que sus homólogos computarizados intensivamente, que son muy deliberados en sus funciones. Un RBC a menudo comete errores, repite acciones y se confunde, pero también tiene el carácter antropomórfico de la tenacidad. Las comparaciones entre los eritrocitos y los insectos son frecuentes debido a sus acciones. Los RBC son ejemplos de Inteligencia Artificial débil.

El lugar que más estudió los glóbulos rojos en la década de 1980 fue el Instituto de Tecnología de Massachusetts con el profesor Rodney Brooks, quien con la ayuda de sus alumnos y colegas construyó una serie de robots con ruedas o patas utilizando la arquitectura de subsunción. Las publicaciones de Brooks, generalmente escritas con títulos como «Plan es solo una manera de evitar tener que averiguar qué hacer a continuación», las cualidades antropomorfas de sus robots y el costo relativamente bajo de sus desarrollos popularizaron el enfoque basado en el comportamiento.

El trabajo de Brooks contribuyó, por accidente o no, a las dos marcas más importantes en el enfoque de comportamiento. En la década de 1950, William Gray Walter, un científico inglés con experiencia en investigación neurológica, construyó un par de robots controlados por válvulas termiónicas en 1950, que se expusieron en el Festival de Gran Bretaña en 1951 y tenían un enfoque simple basado en el comportamiento y control basado en sistemas.

La segunda marca importante fue el libro de Valentino Braitenberg de 1984, «Vehículos – Experimentos en psicología sintética» (MIT Press). Donde describe una serie de experimentos que demuestran que las conexiones simples entre sensores / motores pueden resultar en comportamientos complejos como el miedo y el amor.

Algunos de los últimos trabajos sobre RBC provienen de la comunidad de BEAM Robotics, que fue iniciada por Mark Tilden. Tilden se inspiró en la reducción de la potencia de cómputo requerida para los mecanismos de caminata de los experimentos de Brooks (que usaban un microcontrolador para cada tramo), y redujo aún más los requisitos computacionales necesarios para los circuitos lógicos simples, una electrónica basada en transistores y el diseño de Circuitos analógicos.

Principios
La robótica basada en el comportamiento se distingue de la inteligencia artificial tradicional al utilizar los sistemas biológicos como modelo. La inteligencia artificial clásica generalmente utiliza un conjunto de pasos para resolver problemas, sigue un camino basado en representaciones internas de eventos en comparación con el enfoque basado en el comportamiento. En lugar de utilizar cálculos preestablecidos para abordar una situación, la robótica basada en el comportamiento se basa en la adaptabilidad. Este avance ha permitido que la robótica basada en el comportamiento se convierta en un lugar común en la investigación y la recopilación de datos.

La mayoría de los sistemas basados ​​en el comportamiento también son reactivos, lo que significa que no necesitan programación de representaciones internas de cómo se ve una silla, o qué tipo de superficie está moviendo el robot. En su lugar, toda la información se obtiene de la entrada de los sensores del robot. El robot utiliza esa información para corregir gradualmente sus acciones de acuerdo con los cambios en el entorno inmediato.

Los robots basados ​​en el comportamiento (BBR) generalmente muestran más acciones de apariencia biológica que sus homólogos de computación intensiva, que son muy deliberados en sus acciones. Un BBR a menudo comete errores, repite acciones y parece confundido, pero también puede mostrar la calidad antropomórfica de la tenacidad. Las comparaciones entre BBR e insectos son frecuentes debido a estas acciones. Las BBR a veces se consideran ejemplos de inteligencia artificial débil, aunque algunos afirman que son modelos de toda la inteligencia.

Caracteristicas
La mayoría de los robots basados ​​en el comportamiento están programados con un conjunto básico de características para iniciarlos. Se les da un repertorio de comportamiento para trabajar y dictar qué comportamientos usar y cuándo, evitar obstáculos y cargar la batería puede proporcionar una base para ayudar a los robots a aprender y tener éxito. En lugar de construir modelos mundiales, los robots basados ​​en el comportamiento simplemente reaccionan a su entorno y a los problemas dentro de ese entorno. Se basan en el conocimiento interno aprendido de sus experiencias pasadas combinadas con sus comportamientos básicos para resolver problemas.

Historia
La escuela de robots basados ​​en el comportamiento debe mucho al trabajo realizado en la década de 1980 en el Instituto de Tecnología de Massachusetts por Rodney Brooks, quien con estudiantes y colegas construyó una serie de robots con ruedas y patas que utilizan la arquitectura de subsunción. Los papeles de Brooks, a menudo escritos con títulos alegres como «La planificación es solo una forma de evitar descubrir qué hacer a continuación», las cualidades antropomorfas de sus robots y el costo relativamente bajo de desarrollar tales robots, popularizó el enfoque basado en el comportamiento. .

El trabajo de Brooks se basa, ya sea por accidente o no, en dos hitos anteriores en el enfoque basado en el comportamiento. En la década de 1950, W. Gray Walter, un científico inglés con experiencia en investigación neurológica, construyó un par de robots basados ​​en tubos de vacío que se exhibieron en el Festival de Gran Bretaña de 1951 y que tienen sistemas de control simples pero efectivos basados ​​en el comportamiento.

El segundo hito es el libro de Valentino Braitenberg de 1984, «Vehículos – Experimentos en psicología sintética» (MIT Press). Describe una serie de experimentos de pensamiento que demuestran cómo las conexiones simples de sensores / motores cableadas pueden dar como resultado comportamientos de apariencia compleja como el miedo y el amor.

El trabajo posterior en BBR es de la comunidad de robótica BEAM, que se ha basado en el trabajo de Mark Tilden. Tilden se inspiró en la reducción de la potencia computacional necesaria para los mecanismos de caminata de los experimentos de Brooks (que utilizaban un microcontrolador para cada tramo) y redujo aún más los requisitos computacionales a los de los chips lógicos, la electrónica basada en transistores y el diseño de circuitos analógicos.

Una dirección de desarrollo diferente incluye extensiones de robótica basada en el comportamiento para equipos de varios robots. El objetivo de este trabajo es desarrollar mecanismos genéricos simples que den lugar a un comportamiento grupal coordinado, ya sea implícita o explícitamente.