Inspiradas por las visionarias palabras de Steve Jobs, quien predijo que "las mayores innovaciones del siglo XXI surgirán en la intersección de la biología y la tecnología", empresas líderes a nivel mundial están adoptando innovaciones bioinspiradas en el campo de la inteligencia artificial (IA). 

La naturaleza, con más de 3.8 mil millones de años de evolución desarrolló estrategias sofisticadas que los humanos pueden emular para resolver desafíos organizacionales. Este enfoque interdisciplinario permite explorar y aplicar las lecciones de la naturaleza a tecnologías, productos, procesos y estrategias organizacionales. La historia humana, con apenas 200,000 años, es un instante efímero en comparación con la evolución de la vida en la Tierra, equivalentes a unos 28 minutos en el contexto de un año calendario. Solo descubrimos aproximadamente el 15% de las especies que habitan el planeta, lo cual significa que hay un vasto mundo de aprendizajes que podemos aplicar para resolver diferentes desafíos humanos.

En la Universidad Estatal de Arizona (ASU), investigadores como la Dra. Spring Berman y su equipo trabajan en el desarrollo de drones autónomos basados en el comportamiento de insectos sociales, como las hormigas y las abejas. Estos avances prometen revolucionar la manera en que utilizamos la IA para resolver problemas complejos en múltiples industrias.

La Biomímesis y la IA

La biomímesis, que proviene del griego "bios" (vida) y "mímesis" (emular), se refiere al estudio y la emulación de los sistemas y elementos de la naturaleza para resolver problemas humanos complejos. Este término es más amplio y abarca no solo los aspectos físicos o estructurales de la naturaleza, sino también sus procesos y sistemas. 

La biomímesis busca entender cómo funciona la naturaleza, cómo se organizan los sistemas biológicos y cómo estos pueden ser modelados o adaptados para mejorar la tecnología, los procesos y las estrategias en diversas disciplinas como la ingeniería, el diseño, la medicina, la arquitectura, la biotecnología, la aeroespacial, la automatización, la electrónica, entre muchos otros. Su enfoque es holístico y profundamente integrado en principios de sostenibilidad y eficiencia.

En el corto período que hemos estado en la Tierra, hemos desarrollado hábitos que, en muchos casos, han sido destructivos. De hecho, transformamos la Tierra tanto, física, química y ecológicamente, que algunos científicos consideran que hemos dado pie a una nueva era geológica: el Antropoceno. 

La biomímesis ofrece la oportunidad de enmendar el daño que hemos causado, de adoptar una visión sistémica de nuestro planeta y comenzar a vivir dentro de sus límites. Reconoce que estamos rodeados de millones de organismos y ecosistemas que tienen algo que enseñarnos sobre cómo sobrevivir y prosperar en la Tierra. Con cuidado y enfoque, podemos aprender a emular las estrategias exitosas de la naturaleza. Es tiempo de crear diseños, materiales y tecnologías propias que no solo sean sostenibles, sino también regenerativas y restaurativas; que mantengan el tejido de la vida en la Tierra.

Un caso de innovación inspirada por la Naturaleza

Investigadores de la Universidad Estatal de Arizona (ASU), liderados por la Dra. Spring Berman, desarrollaron drones autónomos que emulan el comportamiento de insectos sociales como las hormigas y las abejas. Estos drones son capaces de coordinarse y tomar decisiones en tiempo real, optimizando su eficiencia en misiones de búsqueda y rescate. La investigación se centra en cómo estos insectos se comunican y colaboran para completar tareas complejas, y cómo estas estrategias pueden ser aplicadas a la tecnología de drones.

Entre los beneficios y aplicaciones de este enfoque se destacan: 

Eficiencia Operacional: Los drones pueden coordinarse de manera eficiente para cubrir grandes áreas y completar tareas rápidamente.

Resiliencia: La capacidad de los drones para tomar decisiones en tiempo real los hace adaptables a situaciones cambiantes y entornos dinámicos.

Sostenibilidad: Al emular sistemas naturales, los drones pueden operar de manera más eficiente, reduciendo el consumo de energía y los recursos necesarios.

Aplicaciones en Búsqueda y Rescate: Estos drones pueden ser utilizados en misiones de búsqueda y rescate, exploración ambiental, y monitoreo de desastres naturales.

El comportamiento de los insectos sociales, como la comunicación mediante feromonas y la toma de decisiones colectivas, sirve como modelo para el desarrollo de estos drones. Las hormigas, por ejemplo, dejan rastros químicos que otros miembros de la colonia siguen, optimizando la búsqueda de alimentos y la navegación. De manera similar, los drones utilizan algoritmos de IA para emular estos procesos de comunicación y colaboración.

Los investigadores que se dedican a este proyecto incluyen a Ted Pavlic como investigador principal. Pavlic es profesor asociado en el Centro de Dinámica Social y Complejidad y el Grupo de Investigación de Insectos Sociales de la Universidad Estatal de Arizona (ASU). Además, es el director asociado de investigación del Centro de Biomímesis de ASU. Su trabajo se centra en cómo los insectos sociales como las hormigas y las abejas coordinan sus acciones y adaptan sus comportamientos a diferentes desafíos, utilizando esta información para mejorar los sistemas autónomos (fuentes: ASU News, Global Security Initiative).

También se puede mencionar a Spring Berman que es profesora asociada de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Escuela de Ingeniería de la Materia, Transporte y Energía de ASU. Berman dirige el Laboratorio de Sistemas Colectivos Autónomos (ACS), donde se diseñan estrategias de control para sistemas de robots autónomos a gran escala que exhiben inteligencia colectiva y autoorganización. Su trabajo incluye desarrollar enfoques de control multi-robot para operaciones de búsqueda y rescate inspiradas en insectos sociales.

La integración de principios biomiméticos en la tecnología de drones no solo mejora su rendimiento actual, sino que también ofrece un marco para el desarrollo de tecnologías avanzadas que pueden operar de manera sostenible. Estos avances tienen el potencial de transformar múltiples industrias, desde la gestión de desastres hasta la agricultura de precisión, promoviendo una mayor armonía entre la tecnología y el medio ambiente.

*Por Gonzalo Wartjes. Durante su doctorado en el Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA) fundó el Consejo de Biomímesis & Innovación Sistémica. Esta organización pionera promueve tanto la biomímesis como la innovación sistémica, ambas disciplinas científicas que abordan desafíos complejos a través de un enfoque integrado y holístico.