DAVID MILLER

(Entrevista realizada por Jorge Munnshe)
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David Miller es un destacado diseñador de vehículos robóticos para exploración planetaria. Su trayectoria profesional incluye la NASA, el MIT, el Caltech y la compañía Mitre Corporation. De la NASA obtuvo la Medalla al Servicio Excepcional.

En la imagen, David Miller (izda.) y Jorge Munnshe (der.) Foto: M.A.

David Miller se graduó con honores en astronomía por la Universidad de Wesleyan en 1981. Cuatro años después lo hizo en ciencias informáticas por la Universidad de Yale. De 1985 a 1988 fue profesor asistente en el Instituto Politécnico de Virginia. De 1988 a 1993 trabajó en el Jet Propulsion Laboratory de la NASA, en tanto que actuaba como profesor visitante en el Laboratorio de Inteligencia Artificial del prestigioso MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts) y en el Caltech (Instituto de Tecnología de California). Su trabajo en la NASA consistió en el desarrollo de microrrobots exploradores para otros planetas, en especial Marte. Debido a su brillante labor, Miller recibió de la NASA en 1993 la Medalla al Servicio Excepcional. En 1993 empezó a desempeñar su labor en la compañía Mitre Corporation, que ofrece asesoría técnica al gobierno estadounidense. Entre los proyectos en que ha trabajado últimamente, figuran el diseño de un robot orbital capaz de maniobrar y reparar satélites, y la adaptación de la tecnología usada en los robots planetarios para su empleo en sillas de ruedas destinadas a minusválidos profundos. También ha participado como profesor en la Universidad Internacional del Espacio.

¿Qué funciones considera más idóneas para ser desempeñadas por vehículos robóticos en la Luna de cara a construir una base lunar y efectuar su mantenimiento?

"Pienso que cualquier tarea. Hay dos ideas acerca de cómo construir una base lunar usando robots. Una es enviar allí grandes robots manipuladores, y teledirigirlos para edificar construcciones, mediante métodos de trabajo parecidos a los que los humanos usamos en la Tierra para levantar nuestros edificios. Otra idea es fabricar robots muy pequeños, y lanzar cientos o miles a la Luna, para que ellos construyan una base del mismo modo en que las termitas construyen sus grandes hormigueros. Esta última posibilidad nos llevaría más tiempo, pero podría ser una manera mucho mejor de obrar. Alguna gente está haciendo experimentos para ver si eso realmente funcionaría. En cualquier caso, pienso que la construcción y el mantenimiento de una base lunar deberían hacerse mediante robots; los astronautas no estarían presentes en esas tareas, lo cual resulta mucho más seguro al no arriesgarse vidas".

En la imagen, uno de los robots en cuyo desarrollo ha participado David Miller. Este robot flotante, diseñado para funcionar en ingravidez, dentro de naves espaciales presurizadas, es del tamaño de una pequeña pelota y se autopropulsa mediante diminutas hélices. Foto: NASA.

En su opinión, ¿cuáles son las características más importantes que debe poseer todo vehículo robótico enviado a la superficie de Marte?

"El vehículo debe ser capaz de operar de una manera autónoma o semiautónoma, ya que no puedes pilotarlo por control remoto, debido al largo periodo de tiempo que tardan las señales en cubrir la distancia que separa Marte de la Tierra. Tiene que poder resistir un frío extremo sin que se averíen sus componentes. Los que necesiten ser mantenidos a una temperatura más cálida, deben disponer de protección térmica cuidadosamente diseñada, de modo que no resulten perjudicados. Los materiales con que se construya la carcasa y los instrumentos expuestos al exterior deben ser muy robustos. No hay apenas atmósfera en Marte, de modo que el vehículo debe ser capaz de permanecer en condiciones muy similares a las del vacío, algo que, por ejemplo, el caucho no puede soportar, ya que se reseca. Por tanto, los materiales empleados en su construcción deben ser inalterables al vacío. La radiación procedente del espacio que incide sobre la superficie de Marte es mucho mayor que la que recibimos en la Tierra, debido a la falta de barreras atmosféricas y electromagnéticas como las nuestras. Debido a ello, el vehículo precisa componentes que no resulten dañados la primera vez que un protón extraviado choque contra ellos. Hay también polvo. El polvo marciano es muy fino y arenoso. Si se acumula en las junturas mecánicas de ruedas y demás, puede estropearlas. Si se filtra dentro de la carcasa, puede causar daños internos. Si alcanza a los componentes electrónicos, puede incluso provocar cortocircuitos, debido al elevado contenido de hierro que este polvo tiene. "

En la imagen, un robot (modelo Rocky IV) en cuyo desarrollo participó David Miller. Foto: NASA

"O sea que el vehículo debe estar diseñado para afrontar agresiones previsibles y no tan previsibles, y además ser capaz de actuar por su cuenta, porque no hay modo de ayudarle. Debe ser capaz de enfrentarse a todo tipo de situaciones de emergencia, incluido un resbalón pendiente abajo. El vehículo debe evitar aventurarse por terrenos demasiado peligrosos o avanzar por ellos con mucha cautela, preparado para dar marcha atrás en cualquier momento. No puede basarse en las ordenes que reciba de la lejana Tierra, necesita tener algo de astucia propia".



¿Con qué tipo de sensores y de señales suelen trabajar los robots en cuyo desarrollo usted ha participado?

"Usan cuatro sensores principales. Uno está en contacto con la superficie, advirtiendo las rugosidades del mismo, y alertando al sistema inteligente de que, por ejemplo, está pasando por encima de una roca. También tenemos codificadores que miden los ángulos de suspensión de cada una de las ruedas, sobre el chasis; de manera que si el vehículo pasa sobre un desnivel muy pronunciado, el chasis puede doblarse para adaptarse al mismo si el vehículo decide continuar por ese camino. También está un sistema parecido a un proyector, que utiliza una pequeña cámara y uno o varios haces láser, que son emitidos en diferentes direcciones. Si el terreno es llano, la banda irá en línea recta. Pero si en medio de ella se interpone alguna elevación o pedrusco, incidirá contra ella y la cámara podrá ver la deformación de la banda, advirtiendo que hay un objeto enfrente del robot".

Otra imagen del robot flotante PSA, en cuyo desarrollo David Miller ha participado. Foto: NASA.

¿Qué clase de prototipos considera más útiles: los que tienen ruedas o los que tienen patas?

"Bueno, tanto si digo una cosa como otra, habrá colegas que se sentirán molestos. Construir vehículos con ruedas es algo que hoy se domina muy bien, mientras que en la fabricación de vehículos con patas todavía estamos aprendiendo cómo hacerlo. Las patas son una opción muy interesante. Si se tiene en cuenta que hay terrenos por los que se puede avanzar con patas mientras que resulta imposible hacerlo sobre ruedas, es obvio que los vehículos con patas poseen un enorme potencial. Lo que ocurre es que, por ahora, nadie está construyendo robots con patas cuya movilidad y pericia sean tan buenas como las de los animales. De modo que para hacer bien las cosas ahora, creo que los más indicados son los vehículos con ruedas. Resultan los más útiles, los más prácticos, para muchas aplicaciones. Pienso que eventualmente los robots con patas pudieran ser mejores en el caso de microrrobots muy pequeños. Cuanto mayor es el tamaño de un vehículo, mayor es su peso, y aumenta su vulnerabilidad ante una caída por más resistentes que sean los materiales con que se le ha construido. Pero en el caso de robots del tamaño de insectos, su peso es tan ínfimo, que si se caen al suelo no les ocurre nada, de manera que en ellos podría emplearse un sistema locomotor con patas, aunque fuese primitivo y no garantizase un equilibrio perfecto. La patas pueden ser buenas algunas veces, pero lo correcto ahora, en mi opinión, es trabajar con ruedas".

¿Cómo valora las aplicaciones que el desarrollo en microrrobots planetarios puede tener en otras áreas fuera de la astronáutica?

"Pienso que resultarán de gran utilidad. Cuando hay un reactor nuclear que debe ser inspeccionado, o que ha sufrido un accidente, la principal necesidad de los ingenieros es observar el interior. Si se envía dentro a un vehículo automático de grandes dimensiones, proporciona la información deseada, pero se contamina de radiactividad. No puede sacársele fuera, pues es letal, muy peligroso. Debe ser mantenido aislado. El problema del espacio disponible para contener los residuos nucleares se ve así acrecentado de un modo importante. Por motivos de seguridad, es imprescindible enviar al interior más robots, lo cual repercute en un incremento imprevisto de material contaminado que puede llevar a serias dificultades para garantizar su aislamiento. Si por el contrario se envía a robots lo más pequeños posible, se está reduciendo la gravedad del problema."

"De otro lado, la capacidad de actuación autónoma desarrollada para robots planetarios ofrece ventajas en ese escenario con respecto a los ingenios convencionales teledirigidos. Es muy difícil guiar desde fuera a un ingenio que avanza dentro de una zona radiactiva. Las comunicaciones se ven amenazadas. ¿Qué pasa si se produce un corte momentáneo y el vehículo resulta dañado en una maniobra incorrecta? En una emergencia de tal calibre, debe evitarse que algo así pueda suceder. Los microrrobots también pueden tener utilidades más ordinarias, como por ejemplo examinar el interior de la estructura de un edificio para comprobar si hay termitas en su interior, sin necesidad de abrir tabiques. Un microrrobot podría detectarlas e informar de en qué lugares se concentran, para así poder inyectar insecticida en los puntos idóneos. Creo que a medida que se abaraten los costes de fabricación de estos ingenios, la gente les encontrará múltiples usos.".


¿Qué piensa de las aplicaciones en la astronáutica de la Telepresencia, el control remoto mediante Realidad Virtual?

"Creo que la Telepresencia es muy útil para dirigir robots en la Tierra, ya que resulta mucho más fácil de operar que los sistemas normales de control remoto, debido a que cuando lo usas te sientes como si fueses el robot, con las ventajas que ello supone tanto en la percepción de información sensorial como en el guiado del mismo. También puede ser un excelente medio para ofrecer al Ser Humano experiencias incompatibles con su presencia física. Por ejemplo, empleada en cirugía, la Telepresencia puede permitir que el médico explore el interior del cuerpo humano como si en cierto modo viajase por él. Gracias a esta técnica, podemos aprender muchísimas cosas. En cuanto a su uso para explorar otros planetas desde la Tierra, resulta mucho menos útil a causa del retardo en el tiempo causado por la gran distancia entre el operador y el robot. Por ejemplo, si giras la cabeza para contemplar qué hay a un lado, y la cámara tarda cuarenta minutos en ofrecerte la vista deseada, es obvio que no puedes sentirte como si estuvieras dentro del robot. Sin embargo, la Realidad Virtual tiene otros usos espaciales en la Tierra. Si un robot explorador toma multitud de fotos, las suficientes como para que una vez enviadas a la Tierra puedan ser empleadas para elaborar un modelo tridimensional por ordenador, entonces la Realidad Virtual puede permitir que la gente penetre en ese modelo y pasee por él como si de verdad estuviera en Marte o en la Luna. En este sentido, puede ser una técnica de gran valor, educativa y a la vez excitante".

¿Cómo ve el paso desde el estadio de la microelectrónica hasta el más pequeño, el de la llamada nanotecnología?

"Pienso que puede ser una revolución tremendamente impactante. Ahora comenzamos a tener las primeras muestras de lo que supondrá. Algunos de los instrumentos que volarán en misiones espaciales de los próximos años, utilizan nanotecnología. En el Jet Propulsion Laboratory de la NASA tienen un sismómetro que trabaja con una masa de referencia de un gramo en vez de la de veinte kilos típica de los instrumentos convencionales. Estamos tan sólo comenzando a vislumbrar los grandes beneficios que puede traernos la nanotecnología. Si para un robot puedes reunir un ordenador de silicio, instrumentos de silicio, células solares de silicio, y los elementos mecánicos de silicio en los que algunos científicos están trabajando, entonces es concebible que puedas hacer un robot entero en un chip. Los usos prácticos de estos robots minúsculos son muchos. Por ejemplo, puedes depositarlos en la esquina de una mesa, y cada noche ellos barrerán todo el polvo de la mesa, tras lo cual regresarán a su esquina, dentro de un cubículo del tamaño de un dedal. Para averiguar si hay agua en Marte, bastaría enviar un orbitador que esparciera un kilo de robots. Estos descenderían hacia la superficie, y una vez en ella no se detendrían hasta hallar agua. Cuando lo lograsen, se estacionarían allí y enviarían una señal al orbitador, de modo que su posición sería conocida. Este es un perfil de misión absolutamente distinto al de las convencionales. "

"Para usos médicos, la nanotecnología también ofrece grandes ventajas. Si una arteria se está obstruyendo, puedes enviar a su interior varios robots que se encarguen de destaponar la arteria con pequeños mordiscos, abriendo paso al flujo sanguíneo. Si, como parece, todas las previsiones técnicas se cumplen, cosas así se harán realidad. No creo que pase mucho tiempo. Estoy convencido de que se conseguirá en el transcurso de nuestras vidas. Cada dieciocho meses la velocidad de las computadoras se duplica, y esto se ha venido registrando por lo menos desde los últimos quince años. Para que en el ordenador de un vehículo robótico funcione un programa de Inteligencia Artificial, el sistema necesita tener una enorme capacidad de cálculo, que requiere alimentarse de una cantidad elevada de electricidad, por lo que se precisan baterías. Esto dificulta la miniaturización de los robots. Pero, como los ordenadores son cada vez más pequeños y veloces, este es otro problema en vías de solución. Estoy muy esperanzado respecto al futuro de los microrrobots".

En la imagen, el robot  Robby, en cuyo desarrollo David Miller participó. Foto: NASA.

¿Qué piensa del debate existente entre los partidarios de los viajes espaciales tripulados y quienes cuestionan su utilidad considerando a los vehículos automáticos una inversión de más provecho?

"Depende de la misión. Obviamente, si quieres explorar Plutón, no enviarás una misión tripulada, pues la distancia y el tiempo de viaje son demasiado grandes. Si pretendes analizar de qué están hechas las rocas de Marte, no enviarás una misión tripulada sólo para eso, puesto que habría que arriesgar vidas humanas y resultaría mucho más caro que enviar un robot, el cual es capaz por completo de tomar una muestra de roca, y analizarla. Ahora bien, si quieres que los seres humanos viajen a otros planetas, que nuestra especie se expanda fuera de la Tierra y pise otros mundos, es evidente que necesitas personas. Y creo que ese es un anhelo profundo del Ser Humano. Queremos salir y conocer nuevos mundos. Pienso que es necesario para el espíritu de la humanidad que tengamos misiones tripuladas. No obstante, las misiones de exploración preliminar, las avanzadillas para un primer contacto, deben ser realizadas mediante robots, ya que de este modo resultan más seguras y baratas, y nos permiten saber cómo y dónde enviar una expedición de aterrizaje con las mayores garantías de seguridad y de interés científico. Pienso que tomar fotos y muestras es una tarea más adecuada para robots que para personas".

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