Un mecanismo copiado de las abejas podría mejorar la toma de decisiones de los robots, afirma un estudio

Un equipo internacional encabezado por investigadores de la Université Libre de Bruxelles y la Universidad de Konstanz identificó que una regla de comportamiento inspirada en las abejas permite a los enjambres de robots alcanzar consenso con más rapidez y claridad cuando circula información poco fiable, un problema central para sistemas autónomos que deban actuar en zonas de desastre, derrames químicos o ecosistemas frágiles donde el control humano directo es difícil o peligroso, informó el portal especializado TechXplore.

El hallazgo, publicado en Nature Communications, indica que esa regla mantiene su ventaja incluso cuando el enjambre debe elegir entre más de dos alternativas o cuando el grupo crece de tamaño. El estudio también encontró un resultado menos intuitivo: una perturbación moderada a veces mejora la precisión del sistema y reduce la probabilidad de que los robots se inclinen por la peor opción.

Para operar de forma autónoma, estos sistemas necesitan decidir en conjunto qué problema atender y hacia dónde desplazarse. Esa toma de decisiones colectiva —en la que ningún robot tiene autoridad sobre los demás— tiene un punto débil: cuanto más comparten información los robots para mejorar sus elecciones, más expuestos quedan a máquinas defectuosas, observaciones imprecisas o mensajes manipulados que pueden desviar a todo el grupo.

La pausa antes de copiar mejoró decisiones del enjambre

Los investigadores compararon dos formas simples de reaccionar cuando un robot recibe información que contradice su propia “opinión”. La primera regla, llamada cambio directo, hace que la máquina abandone de inmediato su postura anterior y adopte el mensaje recién recibido.

Ese mecanismo exige muy poca memoria y escasa capacidad de cómputo, pero también puede producir oscilaciones permanentes entre opciones enfrentadas. De acuerdo con el portal, cuando los mensajes son conflictivos o inexactos, el enjambre puede pasar de una opinión a otra sin consolidar una mayoría clara.

La segunda regla, conocida como inhibición cruzada, agrega un paso intermedio breve. Andreagiovanni Reina, coautor principal e investigador de la Universidad de Konstanz, explicó: “La clave es un momento de indecisión. La información que entra en conflicto con la opinión de un robot no se copia de inmediato. En cambio, el robot hace una pausa y queda temporalmente sin compromiso antes de aceptar nueva evidencia”.

La idea proviene del comportamiento de las colonias de abejas melíferas cuando buscan un nuevo nido. Las abejas que apoyan una ubicación pueden enviar señales de freno que inhiben a las que promueven sitios rivales; ese mecanismo evita que la colonia quede dividida entre alternativas y facilita que converja en un solo destino.

Errores técnicos y ataques afectan decisiones colectivas

El equipo analizó varias formas en que la información disponible para un enjambre puede volverse poco fiable. Entre ellas figuran robots que sostienen una opción de manera obstinada e ignoran cualquier dato opuesto, máquinas que en ocasiones se apoyan solo en observaciones limitadas de sus propios sensores y mensajes alterados por fallas técnicas o manipulación externa deliberada.

“Todos conocemos situaciones en las que una minoría pequeña pero persistente influye con fuerza en una decisión colectiva”, precisó Reina y agregó que efectos parecidos aparecen en sociedades humanas, grupos animales y sistemas artificiales, donde la fuente puede ser un robot averiado, datos incompletos o un ciberataque.

Frente a esas perturbaciones, el cambio directo produjo con frecuencia mayorías débiles o indecisión prolongada. La inhibición cruzada, en contraste, permitió por lo general decisiones más nítidas y más rápidas.

Uno de los resultados más llamativos fue que una cantidad limitada de información no fiable podía mejorar la exactitud de esa segunda regla. En esas condiciones, el ruido impedía que el enjambre se asentara sobre la opción peor y hacía más probable la elección correcta. “Esto significa que los sistemas colectivos robustos no siempre necesitan eliminar cada fuente de ruido. En las condiciones adecuadas, las imperfecciones pueden ayudar al enjambre a evitar una mala decisión”, indicó el investigador.

Patrón similar en neuronas, células y abejas

La inhibición cruzada no es exclusiva de las abejas. Patrones similares de interacción inhibitoria aparecen en niveles biológicos muy distintos, desde redes de neuronas hasta las redes moleculares que regulan cómo las células crecen, se dividen y funcionan.

Pese a sus diferencias, esos sistemas comparten una misma lógica de “el ganador se lleva todo”: las alternativas en competencia se suprimen entre sí hasta que emerge un único resultado claro. Para Reina, que el mismo patrón aparezca en escalas tan distintas puede señalar un principio general potente para convertir señales rivales en una sola decisión definida.

El trabajo vincula así biología e ingeniería en dos direcciones. Los sistemas naturales ofrecen modelos para diseñar robots autónomos más resistentes, y el análisis matemático junto con los experimentos robóticos ayuda a entender por qué estos mecanismos de decisión se repiten en la naturaleza.

Conforme al portal, ese tipo de estrategias bioinspiradas podría servir en el futuro para que los enjambres decidan con rapidez qué parte de una zona de desastre inspeccionar primero, qué amenaza ambiental exige respuesta más urgente o dónde conviene desplegar recursos limitados.