El ayer y el hoy en el desarrollo de los robots en Japón

Desde que los robots se unieron al personal de las fábricas en la década de 1970, el desarrollo y la tecnología de la robótica en Japón han liderado el mundo. En la actualidad continúan marcando el modelo para todo el planeta. En la última década han creado humanoides que andan con dos piernas, como el P2 –dado a conocer por la empresa Honda Motor en 1996–, seguido en el año 2000 por el ASIMO de Honda. Ambos provocaron en la gente el interés por interactuar con robots. AIBO, la mascota robot de Sony, estableció un nuevo récord de consumo en 1999.

En la Exposición Mundial de Aichi de 2005 Japón presentó unos sesenta tipos de robots con diversas funciones de utilidad o entretenimiento, como humanoides que andaban erguidos, y robots que eran músicos, guías, “personal” de limpieza o de vigilancia.

Estos muchos robots y sus fabricantes abrieron el campo a nuevas posibilidades. Antes de la Exposición Científica de Tsukuba en 1985, salvo en el sector industrial, sólo las universidades y los laboratorios de investigación japoneses se ocupaban de la robótica a un doloroso nivel básico. La Expo 2005 de Aichi mostró a un nuevo jugador en escena: a los fabricantes de automóviles se les unieron grandes empresas de electrónica e incluso aventuras universitarias. En la actualidad son habituales los prototipos que combinan la especialización industrial con la académica. El conocimiento técnico y la experiencia adquiridos en los últimos años han provocado la aparición de otros jugadores, lo que abre nuevas y más inmediatas posibilidades. Estos esfuerzos de colaboración fructificarán en la próxima generación de robots.

La robótica japonesa está en la cresta de la ola, aunque todavía hay grandes retos por delante. Además, en algunos países la robótica está tomando direcciones militares. Así que durante este siglo los científicos tendrán que asumir posiciones éticas al respecto. Estoy convencido de que los principios éticos y una visión pacifista, no militarista, deben presidir los futuros proyectos de robótica en el mundo.

Nuestro traje-robot HAL (Híbrido de Asistencia para las Extremidades) proporcionará a la próxima generación de robots lo que creo que es la dirección correcta: ayuda a las personas.

Los robots salen de la fábrica

Los robots industriales se crearon evidentemente con fines económicos, y a sus empresas les fue muy bien. La investigación en robótica básica desarrollada en las universidades produjo robots prácticos, capaces de realizar trabajos útiles en las fábricas. Japón se convirtió en el país de los robots, gracias a su visión y a un conjunto de estrategias diseñadas para llegar a ser el centro industrial más importante del mundo.

El libro alemán Der Roboter contiene una ilustración satírica en la que el volcán del monte Fuji lanza robots al aire que descienden por todo el mundo. Este dibujo reflejaba el éxito de los robots en las fábricas japonesas, que se debía a la resolución conjunta de la industria, el gobierno japonés y las instituciones académicas en materia de cooperación tecnológica.

Sin embargo, la robótica industrial se estabilizó en la década de 1990, al tiempo que los nuevos desarrollos parecían apuntar en otra dirección. Muchos creadores no sabían en realidad lo que sus robots debían hacer o en qué campo; es decir, sus robots no estaban diseñados para ayudar a la gente. Esta nueva generación, después de la industrial, no entra en ninguna categoría de utilidad. Simplemente su propósito fue “vivir” con humanos.

Hasta entonces los robots habían tenido una sola función: trabajar en las fábricas para producir. La siguiente generación vivió en espacios humanos, interactuando con la gente. Además de las máquinas automáticas de las fábricas, ahora el mundo tenía autómatas de aspecto agradable en relación simbiótica con los seres humanos. La tecnología alcanzaba así otro nivel.

Esto fue posible gracias a la “cibérnica” (cybernics), una disciplina académica cuyo objetivo es ampliar, aumentar y facilitar las funciones del cuerpo humano. Combina diferentes ciencias, sobre todo la cibernética, mecatrónica e informática, pero también la neurología, las ciencias del comportamiento, la robótica, psicología, fisiología y tecnología informática. La cibérnica ha establecido un nuevo campo técnico que se extiende más allá de la antigua tecnología de los robots e incluye el estudio de los seres humanos individuales, la vida cotidiana y la sociedad, y su relación con los sistemas robóticos de información. Al menos esto es lo que yo he llegado a creer como resultado de mis años de investigación con robots.

Miembros del equipo de investigación y desarrollo en labores de mantenimiento y actualización del HAL. Cada vez dedican más parte de su jornada a sesiones con los medios de comunicación y a demostraciones, lo que hace más difícil encontrar tiempo para otras cosas. La empresa constructora del HAL, Cyberdyne Inc., ganó el Premio Mundial de Tecnología (Tecnología Informática - categoría de equipos físicos) de 2005, y el HAL fue nombrado por la revista TIME uno de los Inventos Más Asombrosos de 2005.

El concepto subyacente a la creación del HAL

En realidad, la tecnología subyacente a la creación de los ciborgs (organismos cibernéticos) es una parte de la cibérnica.

Los avances en la cibérnica nos han ayudado a desarrollar el traje-robot que llamamos Híbrido de Asistencia para las Extremidades (HAL). El HAL es el primer sistema del mundo que enlaza el cuerpo humano con una estructura robótica que se mueve como uno desea. Trabaja tan de cerca con los sistemas neurológico y músculo-esquelético de la persona que lo lleva que, de hecho, es una prolongación del propio cuerpo.

Las diversas partes del cuerpo humano se mueven cuando el cerebro envía órdenes a los músculos. Estas órdenes son pequeñas señales bioeléctricas que se pueden detectar en la piel. El HAL las detecta y las convierte en órdenes que envía a los centros motores que lleva incorporados. De este modo, si usted lleva puesto un HAL y quiere levantarse, sentarse, andar o cargar algo pesado, el HAL identifica las señales enviadas por su cerebro y le ayuda a hacer todas esas cosas. El traje-robot es un tipo de exoesqueleto (como un segundo esqueleto, pero externo) que le puede dar la fuerza adicional necesaria para levantar algo tan pesado que no podría sin ayuda.

El concepto subyacente a la creación del HAL me ha venido a la mente con frecuencia: el camino de la evolución humana va paralelo al avance tecnológico. Por ejemplo, los teléfonos móviles nos permiten tener conversaciones en tiempo real con amigos que están lejos. Si hacemos esto no es porque nuestro sentido del oído se haya desarrollado, sino porque hemos encontrado la forma de que la tecnología lo haga por nosotros. Es decir, la especie humana sigue evolucionando, pero en una dirección tecnológica, no biológica.

Así pues, ¿qué opciones tenemos mientras avanzamos con la tecnología? La creación del HAL ha hecho posible una relación de coexistencia entre los seres humanos y la tecnología. Sin una relación beneficiosa para ambas partes, la tecnología sería rechazada mental y físicamente, incluso aunque hubiera sido creada para favorecer a las personas.

En la ciencia-ficción los ciborgs unen a una persona con una máquina. De modo similar, el HAL une el cuerpo huma

HAL, un amigo para personas con discapacidades

La creación del HAL comenzó alrededor de 1992 con una investigación elemental sobre el sistema nervioso humano. Por aquel entonces nuestra meta era aprender a detectar y utilizar sus señales bioeléctricas. En 1995 habíamos creado un dispositivo básico experimental, que mejoraría con el tiempo para convertirse en el prototipo HAL en 1997. Después llegaron el HAL-2, HAL-3 y HAL-5, cada uno de ellos mejor que el anterior. En 2005 la robótica de próxima generación y la cibérnica (el campo que dirijo en la Universidad de Tsukuba) pasaron a ser la disciplina académica prioritaria de nuestra Facultad de Postgrado de Ingeniería de Sistemas e Información. En la actualidad muchos laboratorios de investigación participan en nuestros proyectos de investigación y desarrollo.

El HAL está recibiendo mucha atención por parte de especialistas de diferentes campos. Debo reconocer que no todos están de acuerdo con mi creencia de que los seres humanos actuales no evolucionan en sentido biológico sino tecnológico. Pero supongo que muchos aceptan que el potencial del HAL reside en su capacidad para actuar como un dispositivo de ayuda para discapacitados o para personal médico.

Cuando empezamos a desarrollar el HAL, queríamos que fuera útil no sólo para individuos en buena forma física sino también para personas con discapacidades, sobre todo con parálisis parcial provocada bien por un ataque cerebral o bien por una lesión de médula espinal a raíz de un accidente de coche. Queríamos desarrollar un sistema que pudiera aumentar paulatinamente el rendimiento corporal de un individuo a partir de sus propias capacidades. No lo concebíamos como un dispositivo estándar, sino como un mecanismo que se adaptara a las necesidades específicas de cada persona.

El traje-robot HAL puede ayudar a personas con discapacidades físicas, o a aquellas que realizan trabajos físicos duros. También podría usarse, por ejemplo, en operaciones de rescate.

El HAL también atrae la atención de los médicos y fisioterapeutas, que desean conocer mejor el movimiento del cuerpo a fin de desarrollar ejercicios de rehabilitación más útiles, información que pueden obtener estudiando la fuerza muscular que ejerce un individuo que lleve puesto el HAL. Ellos confían en que el HAL acelerará la rehabilitación de los pacientes, ayudará a que los discapacitados puedan ser independientes, y será un apoyo para el personal que cuidan a ellos.

A los 48 años, el profesor Sankai Yoshiyuki está tan ocupado que sólo duerme una noche entera unas cuantas veces al año. “Para crear un campo nuevo necesitas que te guíen la pasión y la esperanza. La investigación ocupa mucho tiempo, pero nunca es un trabajo rutinario”.

(Foto: Sakai Nobuhiko)

Creación del robot biónico

Queríamos que el HAL se convirtiera en un robot útil de verdad, pero eso requería fondos que sólo pueden proceder de una aventura comercial. Sabíamos que nuestra investigación y desarrollo debían lograr unos resultados que convencieran al usuario final de los beneficios de nuestras primeras investigaciones, y que llevaran al HAL a un nivel más avanzado.

Varios cientos de personas de grandes compañías de Japón y otros países han contactado con nosotros, han venido a ver demostraciones o nos han visitado para informarse mejor. También hemos recibido muchas peticiones de organizaciones de discapacitados y de individuos deseosos de comprar el HAL o al menos usarlo. Pero el HAL es un sistema robótico totalmente nuevo que aún no está protegido por reglas de uso o legislación, así que ninguna empresa ha dado el paso adelante para llevarlo al nivel comercial.

Por eso, decidimos establecer nuestra propia aventura comercial dentro de la universidad, lo que supuso una innovación en el marco de actuación universitario de Japón. Fundamos nuestra aventura, CYBERDYNE Inc., en junio de 2004. En la actualidad va viento en popa, aspirando a convertirse en una empresa de calidad mundial que obtenga resultados rápidos de la investigación básica y los demuestre al público.

La cibérnica puede utilizarse como ayuda para el cuerpo humano no sólo a través del uso de un exoesqueleto como el HAL. También contiene un tesoro de ideas innovadoras en tecnología, muchas de las cuales pueden hacerse realidad con más investigación y desarrollo. Un ejemplo de ello es el corazón humano artificial.

Para terminar, quiero insistir en la importancia de que la robótica no sea usada con fines militares. Cuando yo era joven, leí Yo, robot, del escritor de ciencia-ficción Isaac Asimov. ¡Ese libro me hizo desear crear robots cuando fuera mayor! La novela presenta tres reglas de la robótica, la primera de las cuales es: “Un robot no debe herir a un ser humano”. Deberíamos emplear la tecnología para aumentar nuestra seguridad y “proteger” a la gente. Cualquier uso de la robótica con fines militares sería realmente lamentable. Los científicos e investigadores deberían, desde el momento en que comienzan la investigación básica, establecer un plan de operaciones y garantías que aseguren que la tecnología que creen no será usada para hacer daño a la gente. Un código ético ideal y basado en esta visión es verdaderamente importante.

Cuando era estudiante de primaria recuerdo haber no con un sistema tecnológico; y los dos funcionan de manera interdependiente para proporcionar fuerza adicional a los músculos y articulaciones de la persona que se lo pone. Nuestro objetivo al crear el HAL era llevar la tecnología de los ciborgs a un nivel superior.