La inteligencia artificial consciente del riesgo aumenta la fiabilidad de los robots submarinos
La robótica submarina desempeña un papel fundamental en sectores como la energía eólica marina, el petróleo y el gas, la minería y la ciencia marina. Sin embargo, el despliegue de robots en estos entornos plantea riesgos únicos. La comunicación bajo el agua es extremadamente limitada, lo cual significa que los robots deben actuar de forma autónoma y fiable, sin supervisión humana. El proyecto REMARO(se abrirá en una nueva ventana), financiado con fondos europeos, se propuso abordar este reto combinando IA, robótica y técnicas de verificación formal en un nuevo marco para la autonomía marina fiable. El proyecto formó a quince investigadores noveles y se asoció con laboratorios industriales punteros para garantizar que los avances teóricos pudieran probarse en la práctica.
La autonomía como base de la fiabilidad
Una lección clave de REMARO es que la autonomía y la fiabilidad no pueden desarrollarse por separado. Como explica Andrzej Wasowski, coordinador del proyecto: «Los robots submarinos no pueden funcionar sin autonomía. Su fiabilidad se basa en la autonomía. En este caso, la fiabilidad no consiste en construir actuadores más robustos, sino sobre todo en que el robot sea capaz de recuperarse de forma autónoma de imprevistos cuando ningún humano pueda controlarlo o vigilarlo». Este método de la autonomía no solo estaba impulsado por objetivos académicos, sino también por la demanda de la industria. Las empresas que trabajan con equipos costosos y críticos para la seguridad subrayaron que la imprevisibilidad de los algoritmos de IA en condiciones poco frecuentes era inaceptable. Como señala Wasowski: «Los métodos actuales de IA no lo consiguen. Para las empresas, esa incertidumbre es un grave riesgo».
De la simulación a los datos submarinos reales
Las tareas de visión y localización resultaron especialmente difíciles cuando se pasó de las simulaciones a las aguas abiertas. Las condiciones no solo difieren de los entornos terrestres, sino que pueden variar drásticamente de un lugar a otro o incluso dentro del mismo lugar a lo largo del tiempo. La variabilidad dejó claro que entrenar la IA únicamente con grandes conjuntos de datos era insostenible. Para reducir la dependencia de cantidades masivas de datos variables, los investigadores de REMARO exploraron arquitecturas capaces de funcionar con aportes de entrenamiento limitados. Este cambio ha abierto nuevas vías de investigación para modelos de IA más adaptables y robustos en condiciones submarinas cambiantes.
Integrar cognición y seguridad
Uno de los avances más innovadores del proyecto fue el codiseño de la seguridad y la planificación cognitiva. Los planificadores tradicionales optimizan los resultados esperados, como el tiempo de viaje o el consumo de energía. Sin embargo, como señala Wasowski: «Planificar el riesgo de colisión o el consumo de batería previstos suele ser demasiado optimista. En este trabajo, hemos desarrollado un método para que un robot cree muchos planes alternativos y no elija el que tenga el mejor resultado esperado, sino el que garantice alcanzar el resultado de forma fiable y con un riesgo bajo». Este método de planificación con aversión al riesgo supone un cambio fundamental, ya que garantiza que los robots prioricen la solidez sobre la eficiencia cuando operan en condiciones inciertas.
Avances interdisciplinarios
El éxito de REMARO radica en su red de formación interdisciplinar. Investigadores de métodos formales, robótica e IA colaboraron en implantaciones en el mundo real, incluida la programación de controladores para vehículos submarinos en Ocean Scan en Oporto. El proyecto también logró un avance poco frecuente al publicar conjuntos de datos abiertos, como la referencia SubPipe, sin comprometer la confidencialidad industrial. Al combinar la innovación académica con las necesidades industriales, el equipo de REMARO ha impulsado el avance tecnológico en materia de autonomía fiable. Su legado incluye no solo métodos y herramientas, sino también una nueva generación de expertos dispuestos a llevar estos avances a la economía azul europea. Los lectores también pueden escuchar directamente a los propios investigadores doctorados en un vídeo preparado para una reciente conferencia Marie Skłodowska-Curie, donde comparten sus experiencias trabajando en la vanguardia de la robótica submarina y la IA. Para ver el vídeo, pulse aquí(se abrirá en una nueva ventana).
