En un entorno como la Estación Espacial Internacional (ISS), donde cada centímetro cuenta y los astronautas deben aprovechar cada minuto al máximo, cualquier ayuda que libere tiempo y reduzca riesgos es bienvenida. En este contexto, el robot Astrobee se está convirtiendo en una herramienta clave para facilitar tareas repetitivas o peligrosas. Ahora, gracias al trabajo de investigadores de Stanford, este pequeño robot con forma de cubo ha logrado moverse de forma autónoma por la estación utilizando un sistema basado en inteligencia artificial.
Astrobee: un robot flotante con aspiraciones mayores
Astrobee no es un nuevo integrante de la ISS. Este robot desarrollado por la NASA ya había sido usado para tareas como inspección visual y transporte de objetos pequeños. Se mueve gracias a pequeños ventiladores y puede desplazarse en ingravidez sin necesidad de contacto con superficies. Sin embargo, hasta ahora, sus movimientos debían ser cuidadosamente programados o guiados por humanos.
El avance reciente logrado por el equipo de Stanford marca un antes y un después: por primera vez, se ha probado con éxito a bordo de la ISS un sistema de control robótico guiado por aprendizaje automático, una rama de la IA. Esto permite que Astrobee planifique y ejecute trayectorias de manera más rápida y eficiente, sin comprometer la seguridad.
Los retos de navegar en el espacio
Navegar por la ISS no es como moverse por un pasillo despejado. Este laboratorio orbital es una red de módulos interconectados repletos de cables, equipos, experimentos y objetos flotando. Cualquier error de cálculo puede causar daños a materiales delicados o interrumpir experimentos en curso.
Los algoritmos tradicionales que se usan para robots terrestres no son directamente aplicables en este contexto. El hardware espacial suele ser más limitado en recursos de cómputo y está sometido a restricciones más estrictas en cuanto a seguridad y tolerancia a fallos. Ante esta situación, el equipo liderado por Somrita Banerjee desarrolló una solución adaptada a las particularidades del espacio.
«Warm start»: enseñar con experiencia previa
La técnica utilizada combina un método matemático llamado programación convexa secuencial con un modelo de aprendizaje automático entrenado con miles de trayectorias anteriores. El objetivo es que el robot no empiece desde cero cada vez que debe planificar una ruta, sino que parta de una estimación basada en experiencias previas. A esto se le conoce como «warm start».
Imaginemos que queremos ir de una ciudad a otra: si ya hemos hecho el trayecto varias veces, sabremos qué rutas suelen estar despejadas o dónde hay peajes o tráfico. El sistema hace algo similar: el modelo de IA anticipa caminos probables y luego el algoritmo ajusta esa ruta respetando todas las condiciones de seguridad.
Este enfoque acelera notablemente el proceso de planificación. En las pruebas realizadas, se observó una mejora del 50 al 60% en la velocidad de cálculo de trayectorias en escenarios complejos, como pasillos angostos o zonas con muchos objetos flotantes.
Pruebas en tierra y en órbita
Antes de aplicar el sistema en el espacio, se hicieron ensayos en el centro de investigaciones Ames de la NASA, usando una mesa de granito con un sistema de aire comprimido que simula la microgravedad. Una vez validado el funcionamiento, el equipo realizó pruebas reales en la ISS, con la colaboración de astronautas como Sunita Williams, quien supervisó parte del experimento.
Durante las pruebas, Astrobee ejecutó 18 trayectorias distintas, cada una evaluada en dos condiciones: con «cold start» (partiendo de cero) y con «warm start» (con apoyo de IA). Las diferencias fueron claras, especialmente en maniobras que implicaban rotaciones o navegación en espacios reducidos.
Para garantizar la seguridad, se usaron obstáculos virtuales en lugar de físicos, y se implementaron múltiples mecanismos de emergencia. Los astronautas solo intervinieron en la preparación inicial y la limpieza final del entorno.
Hacia una mayor autonomía en futuras misiones
Este logro no es solo un experimento exitoso: representa un avance significativo hacia la autonomía robótica en el espacio. La tecnología ha alcanzado el Nivel de Preparación Tecnológica 5, lo que significa que está lista para su uso operativo en entornos reales.
A medida que las misiones espaciales se expandan hacia la Luna, Marte o más allá, depender de control remoto desde la Tierra será cada vez menos viable. Las comunicaciones pueden tener retrasos de varios minutos, lo que hace imprescindible contar con sistemas que tomen decisiones por sí mismos.
Robots como Astrobee podrán encargarse de tareas rutinarias, inspecciones, mantenimiento preventivo o incluso asistir en ensamblajes. Al liberar a los astronautas de estas responsabilidades, se optimiza su tiempo para actividades de mayor valor científico o estratégico.
Un futuro de colaboración entre humanos y máquinas
El equipo de Stanford, junto al Centro de Investigación para la Autonomía Aeroespacial (CAESAR), continuará perfeccionando estos sistemas. La idea es incorporar modelos de IA más avanzados, similares a los que se usan en coches autónomos o asistentes virtuales, capaces de generalizar mejor ante situaciones nuevas.
El sueño de una colaboración fluida entre humanos y robots en el espacio ya está dando sus primeros pasos. Y aunque queda camino por recorrer, cada avance como el logrado con Astrobee acerca esa visión a la realidad.