Materiales inteligentes y la travesía del valle inquietante

Estamos acostumbrados a pensar en los robots como unos entes físicos construidos fundamentalmente con plástico y metal, y en realidad eso es lo más común. Pero esa situación podría modificarse, al menos en algunas situaciones, por la llegada de los así llamados materiales inteligentes.

Recordatorio: sensores, actuadores y el modelo de agente inteligente

Muy recientemente recordábamos cómo, a la hora de definir o explicar un robot, se suele adoptar el modelo del agente inteligente, un ente (que muchos consideran que debe tener un 'cuerpo físico') que percibe información de su entorno mediante sensores, actúa sobre ese entorno mediante actuadores y que, además, presenta coherencia entre las acciones que aplica a ese entorno con base a lo que percibe de él y a sus propios objetivos.

Cabe destacar que, así explicado, ese modelo de agente inteligente, aunque utilizado con frecuencia en robótica o inteligencia artificial, es perfectamente aplicable al caso de los seres vivos.

En cualquier caso, en ese modelo, y si se piensa en entes físicos, se observan las dos funciones, sensor y actuador, y ese 'cuerpo' constituido, por tanto, por unos materiales que le confieren forma y una suerte de rigidez. 

Y ese modelo, aplicado en los robots actuales, suele conducir a una separación bastante clara entre lo que son los sensores y lo que son los actuadores.

Pero esa separación, y las capacidades de sensores y actuadores, es lo que podría cambiar, por mor de la aparición de los materiales inteligentes.

Materiales inteligentes

¿Qué son los materiales inteligentes?

En su libro 'Los robots y sus capacidades', Elena García Armada nos lo explica de la siguiente forma:

Un material inteligente es un material que muestra un cambio observable en sus propiedades físicas (rigidez, viscosidad, forma, color, etc) cuando es estimulado desde otra, pero que a su vez provoca ese determinado estímulo si se modifican sus propiedades físicas.

Aparte de otras propiedades, sin duda muy interesantes, estos materiales inteligentes presentan la posibilidad de romper la dicotomía sensor-actuador porque, como inmediatamente a continuación de la frase anterior, nos muestra García Armada 

De tal manera que puede funcionar simultáneamente como sensor y actuador si el efecto es controlable.

Se rompe, pues, la dualidad sensor-actuador, que puede unificarse en un mismo elemento, de manera más próxima a lo que hacen los seres vivos.

No voy a entrar mucho en detalles, pero en esa misma obra, la autora nos menciona brevemente algunos de esos materiales inteligentes. 

Así, por ejemplo, nos habla de los polímeros electroactivos uno de los materiales que se dice que tienen memoria de forma pues se deforman ante un estímulo externo y unos materiales que en esos cambios de tamaño y forma que experimentan ante estímulos externos, se comportan de forma parecida a los músculos humanos. Y cuando funcionan como actuadores son capaces de sufrir deformaciones notables mientras soportan esfuerzos moderados.

Nos habla también de los fluidos electroreológicos y magnetoreológicos que modifican algunas de las llamadas propiedades reológicas (relación entre esfuerzo y deformación de medios continuos) como la viscosidad, ante un estímulo eléctrico o magnético.

Y menciona tambén los materiales piezoeléctricos que convierten energía mecánica en eléctrica (por ejemplo, generan electricidad cuando son presionados) y viceversa, probablemente uno de los tipos de materiales inteligentes más maduros.

O los materiales cromoactivos que pueden cambiar de color ante estímulos externos.

La robótica blanda

En parte con base en este tipo de materiales, surge lo que se denomina la robótica blanda ('soft robotics'), en que los robots dejan de ser esos entes rígidos que mencionábamos más arriba para ser capaces de cambiar de forma y comportamiento y permitir la deformación cuando realizan, por ejemplo, manipulación.

La robótica blanda es un campo de investigación muy interesante pero no profundizaré más ahora en él, porque creo que se merece su propio análisis y publicaciones en modo de posts, que espero acometer en algún momento no demasiado lejano.

Recorriendo el valle inquietante

Pero vuelvo ahora a los materiales inteligentes y pienso sobre todo en esa especie de músculos artificiales que mencionaba a propósito de los polímeros electroactivos. Y uno la idea de esos músculos artificiales, al desarrollo de la piel artificial, y pienso además en la aplicación de ambas cosas en el caso de robots humanoides.

Si construimos (como de hecho se hace ya) robots que dejan de ser metálicos y de plástico, para estar constituidos por materiales blandos y recubiertos de piel artificial. y si nos esforzamos, como se hace ya en algunos casos (como los famosos 'geminoid') en tener una alta fidelidad a la morfología de una cara y un cuerpo humanos, estaríamos recorriendo el famoso valle inquietante que propusiera Masahiro Mori, y que nos habla del rechazo que nos producen robots que se parecen a un humano, un rechazo que no se produce cuando son claramente diferentes o, en el otro extremo, cuando son enormemente parecidos a un humano, diríamos que plenamente iguales.

Si la fidelidad es buena, pero no excelente, podríamos estar, pues, de lleno en lo más profundo de ese valle inquietante y ante unas criaturas, unos robots, que nos impresionasen pero al tiempo repeliesen. Pero si avanzamos algo más en materiales y en fabricación, puede que se superase ese valle, que se cruzase, que llegásemos al otro lado, donde ya desaparece la inquietud y se consiguiesen robots, muy, muy parecidos externamente a un ser humano.

Añadamos capacidades conversacionales procedentes la inteligencia artificial generativa, precedida de reconocimiento de voz, más una buena visión artificial y avanzados algoritmos de reconocimiento de emociones... y tenemos servidos unos robots 'muy humanos'.

Apasionante y un poquito estremecedor ¿no?

Conclusiones 

Los materiales inteligentes son un campo muy interesante de investigación, y también ya de aplicación, que abre unas extraordinarias posibilidades a la robótica. 

Si trasladamos ahora ese uso de materiales inteligentes al caso de robots humanoides, podemos conseguir no sólo mayores prestaciones, sino también un acercamiento mayor a un aspecto humano y, por tanto, nos pueden introducir (y puede que también superar) en el famoso valle inquietante.

Lo que no estoy seguro es si salvar ese valle inquietante de verdad nos elimina la inquietud.