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El concepto de vehículo de Braitenberg fue presentado como un experimento mental por el cibernético italiano Valentino Braitenberg en su libro Vehículos: Experimentos en psicología sintética . El libro modela el mundo animal de forma minimalista y constructiva, desde comportamientos reactivos simples (como la fototaxis ) hasta los vehículos más sencillos, pasando por la formación de conceptos, el comportamiento espacial y la generación de ideas.
En los vehículos más sencillos, el movimiento se controla directamente mediante sensores (por ejemplo, fotocélulas). Sin embargo, el comportamiento resultante puede parecer complejo o incluso inteligente.
Mecanismo
Un vehículo Braitenberg es un agente capaz de moverse de forma autónoma en función de la información que recibe de sus sensores. Cuenta con sensores primitivos que miden un estímulo en un punto determinado y ruedas (cada una impulsada por su propio motor) que funcionan como actuadores o efectores. En su configuración más simple, un sensor está conectado directamente a un efector, de modo que la señal detectada produce inmediatamente el movimiento de la rueda.
Dependiendo de cómo estén conectados los sensores y las ruedas, el vehículo exhibe diferentes comportamientos (que pueden estar orientados a un objetivo). Esto significa que, según el cableado sensor-motor, parece esforzarse por alcanzar ciertas situaciones y evitar otras, cambiando de rumbo cuando la situación cambia. [ 1 ]
Las conexiones entre sensores y actuadores para los vehículos más simples (2 y 3) pueden ser ipsilaterales o contralaterales , y excitatorias o inhibitorias, produciendo cuatro combinaciones con diferentes comportamientos denominados miedo, agresión, agrado y amor. Estos corresponden a impuestos biológicos positivos y negativos [ 2 ] presentes en muchas especies animales.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos son algunos de los vehículos más sencillos de Braitenberg.
Vehículo 1 - Cómo desplazarse
El primer vehículo cuenta con un sensor (por ejemplo, un detector de temperatura) que estimula directamente su única rueda de forma directamente proporcional. Idealmente, el vehículo se mueve en una sola dimensión y puede permanecer inmóvil o avanzar a diferentes velocidades según la temperatura detectada. Cuando entran en juego fuerzas como la fricción asimétrica, el vehículo podría desviarse de su movimiento rectilíneo de forma impredecible, similar al movimiento browniano.
Este comportamiento podría ser interpretado por un observador humano como el de una criatura «viva», como un insecto, e «inquieta», que nunca se detiene en su movimiento. La baja velocidad en regiones de baja temperatura podría interpretarse como una preferencia por las zonas frías. [ 1 ]
Vehículo 2a
Un agente ligeramente más complejo tiene dos sensores simétricos (izquierdo y derecho) (por ejemplo, detectores de luz), cada uno de los cuales estimula una rueda en el mismo lado del cuerpo. Este vehículo representa un modelo de tropotaxis animal negativa . Obedece la siguiente regla:
- Más luz a la derecha → la rueda derecha gira más rápido → gira hacia la izquierda, alejándose de la luz.
Este comportamiento resulta más eficiente para escapar de la fuente de luz, ya que la criatura puede moverse en diferentes direcciones y tiende a orientarse hacia la dirección de donde proviene la menor cantidad de luz.
En otra variante, las conexiones son negativas o inhibitorias: más luz → movimiento más lento. En este caso, los agentes se alejan de la oscuridad y se dirigen hacia la luz.
Vehículo 2b
El agente tiene los mismos dos sensores simétricos (izquierdo y derecho) (por ejemplo, detectores de luz), pero cada uno estimula una rueda en el lado opuesto del cuerpo. Obedece la siguiente regla:
- Más luz a la izquierda → la rueda derecha gira más rápido → gira hacia la izquierda, acercándose a la luz.
Como resultado, el robot sigue la luz; se mueve para acercarse a ella.
Comportamiento
En un entorno complejo con diversas fuentes de estímulo, los vehículos de Braitenberg exhibirán un comportamiento complejo y dinámico.
Dependiendo de las conexiones entre sensores y actuadores, un vehículo Braitenberg podría acercarse a una fuente sin tocarla, alejarse muy rápido o describir círculos u ochos alrededor de un punto.
Este comportamiento es indudablemente orientado a un objetivo, flexible y adaptativo, e incluso podría parecer inteligente, como se le atribuye a algunos insectos . Sin embargo, el funcionamiento del agente es puramente mecánico, sin procesamiento de información ni otros procesos aparentemente cognitivos .
Los robots analógicos , como los que se utilizan en el enfoque de robótica BEAM , suelen emplear este tipo de comportamientos.
Véase también
Referencias
- Notas
- 1 2 Braitenberg, V. (1984). Vehículos: Experimentos en psicología sintética. Cambridge, MA: MIT Press. "Vehículos - MIT Press" . Archivado del original el 29 de enero de 2010. Recuperado el 18 de junio de 2012 .
- ↑ Fraenkel, GS y Gunn, DL (1961). "La orientación de los animales. Cinesis, taxones y reacciones de brújula". Dover Publications
- Lambrinos, D., Scheier, Cap. (1995). Arquitecturas braitenberg extendidasInforme técnico del Laboratorio de IA n.º 95.10, Departamento de Informática, Universidad de Zúrich.
- Headleand, Chris, Llyr Ap Cynedd y William J. Teahan. «Comedores de bayas: Aprendizaje de conceptos de color con evaluación evolutiva basada en plantillas». ALIFE 14: Decimocuarta Conferencia sobre la Síntesis y Simulación de Sistemas Vivos. Vol. 14.
Enlaces externos
- Página principal de Valentino Braitenberg
- Un simulador de vehículos de software de Braitenberg
- Otro simulador de vehículos de Braitenberg te permite experimentar con diferentes configuraciones, vehículos y fuentes.
- Un entorno de pruebas de Apple sobre vehículos Braitenberg , un entorno de pruebas de APPLE en lenguaje SWIFT que implementa algunos vehículos Braitenberg, permite experimentar de una manera muy interactiva.
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