Biorrobótica

La teoría cibernética es un concepto que existe desde hace siglos, remontándose a la época de Platón , quien aplicó el término para referirse al "gobierno de las personas". El término cibernética aparece a mediados del siglo XIX, utilizado por el físico André-Marie Ampère. ^{[ 3 ]} El término cibernética se popularizó a finales de la década de 1940 para referirse a una disciplina que, si bien se relacionaba con disciplinas establecidas como la ingeniería eléctrica, las matemáticas y la biología, era independiente de ellas. ^{[ 3 ]}

La cibernética suele malinterpretarse debido a la amplitud de disciplinas que abarca. A principios del siglo XX, se definió como un campo de estudio interdisciplinario que combinaba biología, ciencia, teoría de redes e ingeniería. Hoy en día, abarca todos los campos científicos relacionados con procesos de sistemas. El objetivo de la cibernética es analizar sistemas y procesos, o cualquier conjunto de sistemas, para intentar hacerlos más eficientes y efectivos. ^{[ 3 ]}

La cibernética se utiliza como término general, por lo que sus aplicaciones se extienden a todos los campos científicos relacionados con sistemas, como la biología, las matemáticas, la informática, la ingeniería, la administración, la psicología, la sociología, el arte y muchos más. La cibernética se utiliza en diversos campos para descubrir principios de sistemas, la adaptación de organismos, el análisis de información y mucho más. ^{[ 4 ]}

Aunque los humanos han modificado el material genético de animales y plantas mediante selección artificial durante milenios (como las mutaciones genéticas que transformaron el teosinte en maíz y los lobos en perros), la ingeniería genética se refiere a la alteración o inserción deliberada de genes específicos en el ADN de un organismo. El primer caso exitoso de ingeniería genética ocurrió en 1973, cuando Herbert Boyer y Stanley Cohen lograron transferir un gen con resistencia a los antibióticos a una bacteria. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

En ingeniería genética se utilizan tres técnicas principales: el método del plásmido, el método del vector y el método biolístico. ^{[ 11 ]}

La ingeniería genética tiene múltiples aplicaciones en los campos de la medicina, la investigación y la agricultura. En el ámbito médico, se utilizan bacterias genéticamente modificadas para producir fármacos como la insulina, la hormona del crecimiento humana y las vacunas. En la investigación, los científicos modifican genéticamente organismos para observar cambios físicos y de comportamiento y comprender la función de genes específicos. En la agricultura, la ingeniería genética es de suma importancia, ya que los agricultores la utilizan para cultivar cosechas resistentes a herbicidas e insectos como el BTCorn. ^{[ 14 ] [ 15 ]}

La historia de la biónica se remonta al antiguo Egipto. Se encontró una prótesis de dedo del pie hecha de madera y cuero en el pie de una momia. Se estima que la momia data de alrededor del siglo XV a. C. La biónica también se puede observar en la antigua Grecia y Roma. Se fabricaban prótesis de piernas y brazos para soldados amputados. A principios del siglo XVI, un cirujano militar francés llamado Ambroise Paré se convirtió en pionero en el campo de la biónica. Era conocido por fabricar varios tipos de prótesis superiores e inferiores. Una de sus prótesis más famosas, Le Petit Lorrain, era una mano mecánica accionada por pestillos y resortes. A principios del siglo XIX, Alessandro Volta impulsó aún más la biónica. Con sus experimentos, sentó las bases para la creación de audífonos. Descubrió que la estimulación eléctrica podía restaurar la audición mediante la inserción de un implante eléctrico en el nervio sacro del oído del paciente. En 1945, la Academia Nacional de Ciencias creó el Programa de Prótesis, que se centró en mejorar las prótesis debido al gran número de soldados amputados durante la Segunda Guerra Mundial. Desde su creación, los materiales protésicos, los métodos de diseño por computadora y los procedimientos quirúrgicos han mejorado, dando lugar a la biónica moderna. ^{[ 16 ]}

Las sociedades mixtas combinan un conjunto de animales (sociedad animal) con un conjunto de dispositivos robóticos (sociedad artificial). Se debe tener cuidado al usar la palabra «sociedad», ya que el sustantivo podría resultar engañoso dentro de la comunidad de zoólogos involucrada en este campo; un término más preciso sería «poblaciones» ^{[ 23 ]} , que es también el que se utiliza en el resto de esta sección.

Por lo general, la población robótica se compone de réplicas robóticas de los individuos animales objetivo, con el fin de integrarse en la población animal. Para ello, los individuos robóticos emiten estímulos que los animales perciben de forma natural, a través de diferentes canales de comunicación: señales visuales, pulsos térmicos, señales de vibración, etc. El grado de integración exitosa de los individuos robóticos en la población animal se denomina bioaceptación y suele ser clave para permitir estudios posteriores del comportamiento de la especie objetivo. ^{[ 32 ]}

Una vez que se logra la interacción entre la población animal y robótica mediante el establecimiento de canales de comunicación relevantes, las sociedades mixtas ofrecen el potencial para comportamientos robóticos adaptativos impulsados ​​por la retroalimentación en tiempo real de la población animal. Al responder directamente al comportamiento animal, los robots pueden ajustar dinámicamente sus acciones para integrarse mejor en el grupo. Esta capacidad es particularmente valiosa para comprender los comportamientos colectivos en poblaciones animales. Los robots adaptativos pueden utilizarse para implementar modelos de roles o interacciones específicas dentro de un grupo, lo que permite probar hipótesis sobre la coordinación, la toma de decisiones o la organización social. Este enfoque combina técnicas experimentales y de modelado, en un intento por ofrecer información sobre los mecanismos subyacentes del comportamiento colectivo. ^{[ 33 ]}