control homeostático

Un recurso interesante para el control de un robot es el control homeostático. Según la RAE, la definición de homeostasis es:

1. f. Biol. Conjunto de fenómenos de autorregulación, que conducen al mantenimiento de la constancia en la composición y propiedades del medio interno de un organismo.

2. f. Autorregulación de la constancia de las propiedades de otros sistemas influidos por agentes exteriores.

En robótica, significa básicamente mantener una variable dentro de un rango aceptable de valores mediante algún tipo de mecanismo de autocontrol. El ejemplo más sencillo es el control del nivel de las baterías dentro de un rango apropiado. Cuando el robot detecta que el nivel de baterías es demasiado bajo, se disparan los mecanismos apropiados para mantener el nivel de energía. Si nuestro robot es capaz de buscar la estación de recarga, se pondá a buscarla para recargarse, otros robots sin esa capacidad, pueden entrar en un modo de funcionamiento de bajo consumo. Por el contrario, si consigue recargarse y llegar a un nivel alto, entonces abandonará la estación de recarga y continuará con otras tareas, cambiando su comportamiento de acuerdo con el nivel de baterías.

En una arquitectura híbrida reactiva-deliberativa, una forma de implementar un mecanismo homeostático es la activación de los comportamientos adecuados a cada situación. Continuando con el ejemplo de las baterías, si el nivel es muy bajo, se puede activar el comportamiento “buscar estación de recarga”. Cuando el nivel se ha restablecido, entonces se pueden activar otros comportamientos adecuados a la misión del robot.

El robot kismet del MIT usa un sistema homeostático en una parte de su sistema emocional. Las emociones están controladas parcialmente por unas motivaciones internas (“drives” en inglés) que funcionan en modo homeostático. Las motivaciones internas (interacción social, estimulación y fatiga) pueden estar en régimen normal, saturado ó insuficiente y de acuerdo con estos niveles, el sistema emocional reacciona con los mecanismos apropiados. Por ejemplo, si la fatiga está saturada, el robot puede activar los sistemas emocionales de enfado ó cansancio. Una descripción más detallada del sistema emocional incluyendo el control homeostático se encuentra en el libro Designing Sociable Robots de Cynthia Breazeal.

El control homeostático se puede anidar en varios niveles. Por ejemplo, un robot que intenta mantener un buen nivel de señal de comunicación con una estación central y que además mantiene un nivel de estrés de falta de comunicación que aumenta con el tiempo. En un primer momento tiene el comportamiento adecuado para mantener el nivel de comunicación. Pero si no consigue restablecer el nivel adecuado, el nivel de estrés aumentará provocando que al final se tomen otro tipo de medidas que pueden ser más arriesgadas, cómo adentrarse en terreno inexplorado, o más conservadoras, cómo quedarse quieto emitiendo una señal de auxilio.

Resumiendo, añadir un control homeostático a un robot es interesante para conseguir que ciertas propiedades vitales (nivel de batería, nivel de señal de comunicación) se mantengan en un nivel apropiado. Pero no sólo se puede usar este tipo de control con propiedades medibles, sino que puede ser interesante establecer el control sobre otras propiedades intangibles que pueden formar parte del control “emocional” de un robot.

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