¿Quien se ha comido el queso?

Buscar queso en un laberinto, excepto en algún que otro cómic y en algún libro, no parece algo habitual pero la idea ha servido de excusa para despertar el ingenio de un grupo de estudiantes de Ingeniería Informática de la Universidad de León, que han tenido que demostrar los conocimientos adquiridos durante el curso programando sus robots para que se enfrenten a ratones biológicos (no de ordenador) en un laberinto, donde el premio no sólo es que la máquina lo encuentre antes sino superar a un ser vivo con millones de años de evolución. Se trata de una innovadora práctica para mejorar sus conocimientos.

Lo que parece casi un juego constituye el punto de partida para, por ejemplo, construir y programar un robot para competir contra un perro entrenado para localizar personas heridas o atrapadas en un derrumbe o bajo los escombros de un terremoto. «Tener éxito en esta tarea supondría no tener que arriesgar la vida de estos animales ni de las personas que colaboran en labores de rescate», indica el coordinador de esta sesión, el ingeniero Juan Felipe García Sierra.

En este caso, los robots se han tenido que enfrentar a los ratones (biológicos, no de ordenador) y son los estudiantes los que hacen posible que llegue uno antes del otro al tesoro, el queso.

«El objetivo pasa por transmitir conocimientos de una manera más práctica y sobre todo más tangible, porque el robot es algo físico; en lugar de los métodos más habituales como puede ser la teoría o los simuladores», destaca este joven profesor. Además, añade que competir contra un ser vivo, en este caso ratones facilitados por el Animalario y la Facultad de Veterinaria, hace que suponga un reto aún mayor y más motivador. «Hay que diseñar una máquina que sea mejor explorador que un roedor, que es el resultado de una evolución de millones de años», asevera.

Gracias a este tipo de enseñanzas, los alumnos de ingeniería se introducen en el mundo de la robótica, ya que no existe la asignatura como tal en la carrera. «Trabajar con máquinas inteligentes, que utilizan sensores de luz, de choque, infrarrojos, motores, servomotores y ruedas aporta una serie de conocimientos útiles y novedodos que contribuyen a la formación y a la motivación de los estudiantes», añade Juan Felipe García.

Otro de los objetivos es que los alumnos puedan experimentar aspectos de la programación que no son habituales en la informática más usual, como trabajar con la información recogida por sensores del robot, ruidosos e imprecisos en sus medidas, a diferencia del tipo de datos con el que suelen trabajar, caracterizados por una exactitud matemática. «Los robots tienen que desenvolverse en un entorno mucho más complejo e impredecible (el mundo real), en el que el resultado de los comandos que ejecutan no siempre es el esperado», explica.

También será importante la potenciación del trabajo en equipo frente a la competitividad, ya que todo el grupo se verá beneficiado si alguno de los robots logra vencer a alguno de los ratones.

En esta práctica ha obtenido una calificación más alta aquel alumno o grupo de alumnos que ha logrado que su robot alcance el queso antes que el ratón. Antes de llegar al queso el robot ha tenido que realizar un mínimo de ocho giros y superar tres intersecciones. Los robots que han agredido al ratón han sido descalificados.

Juan Felipe García también deja constancia de que se trata de una práctica colaborativa, no competitiva, en la que con que uno de los robots venciera todos los alumnos ganaban (además cada robot lo programaba un grupo de alumnos, no solo uno). Compitieron un total de cinco robots (uno de ellos dos veces), ganando cinco veces los ratones y una los robots, pero esa fue suficiente para que toda la clase recibiera el premio, «ya que no es fácil ganar a un ratón», matiza.

Los estudiantes elaboraron cinco laberintos diferentes y la «competición» tenía tres categoría, basadas en la forma en la que el robot resolvía el laberinto. La primera de ellas se denomina «odometría», es decir, el robot conoce exactamente el camino correcto y se le programa para realizarlo. Aquí nadie compitió en ella. La segunda, sensores de luz. El robot emite pulsos de luz infrarroja que se reflejan en el suelo, llegando a unos receptores que captan la intensidad con la que se produjo la reflexión: cuanto más claro sea el color de la superficie, mayor será la reflexión, detectando el robot una intensidad de luz mucho mayor. Por eso se fijaron lineas-guía de color blanco en el suelo del laberinto, que es de color negro. El robot utiliza sus sensores para detectar y seguir esta línea, que le marca el camino correcto hasta el objetivo (el queso). Esta categoría era de dificultad media, y compitieron tres robots contra los ratones, saliendo victorioso uno de ellos.

El tercer nivel es denominado backtracking o marcha atrás. Es decir, el robot no conoce el camino correcto, y debe explorar de igual modo que lo hace el ratón. O sea, eligiendo un camino al llegar a una intersección y volviendo hacia atrás (de ahí el nombre) para probar la otra posibilidad si el camino elegido resultó no ser correcto. «Esto se hace para cada intersección encontrada, por lo que la complejidad del algoritmo, de naturaleza recursiva, crece rápidamente», indica este ingeniero que reconoce que era la categoría de mayor dificultad, y si algún robot vencía al ratón toda la clase habría recibido cinco puntos extras, lo que supondría un diez para toda la clase. Sin embargo, ninguno de ellos consiguió su objetivo, y los robots se perdieron en el laberinto mientras uno de los ratones salió victorioso.

Los robots que participaron en esta prueba fueron Tarzan, Candyman2.0, Trepador, C3Water y Optimus, todos ellos creados y programados por los estudiantes.