Inspirada en los ojos de las moscas, la tecnología de bio-CE integra visión panorámica y detección de gases en un solo sistema, posicionándose como un posible estándar para la próxima generación de drones y robots autónomos.
En un avance sin precedentes en el mundo de la robótica, esta semana, investigadores de la Academia China de Ciencias crearon bio-CE, un innovador ojo biónico del tamaño de una mosca que no solamente es capaz de ofrecer una visión panorámica de 180 grados, sino que también puede “oler” o detectar gases peligrosos en su entorno, una combinación sensorial que podría revolucionar por completo los sistemas de navegación de los drones y la movilidad de los robots autónomos.
El avance, publicado recientemente en la revista científica Nature Communications, introduce un nuevo paradigma en la sensórica robótica al integrar visión y “olfato” en un único microsistema inspirado en las moscas, ya que este insecto posee ojos compuestos con gran angular y procesamiento visual ultrarrápido, características que les permiten reaccionar de forma casi instantánea ante amenazas y que hasta ahora resultaban difíciles de replicar en sistemas artificiales.
Superar las limitaciones de la visión robótica tradicional
Si bien es cierto que las cámaras utilizadas tanto en drones como en sistemas robóticos han mejorado significativamente en los últimos años y son capaces de capturar imágenes de alta definición, aún presentan importantes limitaciones como campos de visión estrechos, puntos ciegos periféricos, además de que tienen un gran tamaño y un alto consumo energético.
Es por ello que los científicos desarrollaron este nuevo ojo biónico llamado bio-CE con el objetivo de acabar con estos desafíos mediante una arquitectura radicalmente distinta.
¿Cómo hicieron los científicos para crear el ojo biónico bio-CE?
Para crear este ojo artificial, los científicos recurrieron a una técnica de fabricación extremadamente precisa llamada “polimerización de dos fotones mediante láser de femtosegundo”, lo que les permitió construir una estructura diminuta, de apenas 1.5 x 1.5 milímetros cuadrados, en la que integraron más de mil pequeñas lentes trabajando de forma conjunta.
En lugar de basarse en un solo lente, el sistema replica el funcionamiento de los ojos compuestos de los insectos, permitiendo una percepción simultánea del entorno en múltiples direcciones y al mismo tiempo, reduciendo la necesidad de movimientos mecánicos para explorar el espacio. Mientras tanto, gracias a su tamaño miniatura puede incorporarse en microdrones o robots compactos sin añadir peso ni volumen excesivo.
Otra de las novedades es que el diseño incluye diminutas estructuras similares a pelos entre las lentes, cuya función es evitar que la humedad, el polvo u otras partículas afecten la visión del dispositivo. Este detalle, inspirado directamente en la biología de los insectos, permite que el ojo funcione de manera confiable incluso en entornos difíciles o contaminados.
Por otro lado, los tecnólogos subrayan que el elemento más innovador del nuevo dispositivo es la incorporación de un sistema capaz de detectar gases peligrosos. Mediante una serie de sensores químicos “químicos colorimétricos” que cambian de color al entrar en contacto con ciertas sustancias que se encuentran en el aire, actuando como una especie de “nariz biónica”.
Al integrar esta capacidad junto con la visión en un solo componente, los investigadores logran reducir el consumo de energía, el peso y la complejidad de los robots, un paso clave para el desarrollo de máquinas autónomas más pequeñas, eficientes, hábiles y seguras.
Capacidades multimodales para robots autónomos
De esta forma, los expertos lograron desarrollar un prototipo que ofrece una visión panorámica de 180 grados sin necesidad de movimiento mecánico, dotando a los robots con la capacidad de detectar simultáneamente objetos en movimiento, obstáculos cercanos e incluso sustancias químicas nocivas, gracias a sus avanzados sensores.
Para evaluar el funcionamiento del dispositivo, los científicos integraron el ojo biónico en un robot miniatura de cuatro ruedas, donde fue sometido a distintas pruebas en las que demostró su capacidad para identificar en tiempo real amenazas que se le presentaron tanto al frente como a sus lados, así mismo de reaccionar ante obstáculos sin necesidad de girar. Este comportamiento imita los reflejos defensivos de los insectos y evidencia el potencial de la fusión sensorial en la inteligencia robótica.
Tras las pruebas, los científicos detrás del desarrollo de bio-CE, presumieron que el sistema del ojo biónico además tiene una alta sensibilidad para la “evasión de proximidad” y la navegación autónoma, dos capacidades esenciales para robots que operan en entornos dinámicos o peligrosos.
A pesar de que los científicos de la Academia China de Ciencias admiten que bio-CE aún presenta algunas limitaciones como la resolución de imagen y ligeras distorsiones ópticas derivadas de su diseño curvo, confían en que futuras mejoras permitirán superar estos obstáculos, para así abrir la puerta a una nueva generación de drones y robots capaces de desplazarse con mucho mayor autonomía en cualquier clase de entorno.
