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Tecnología (16)

Todo lo que tienes que saber sobre la marihuana sintética y las “sales de baño”. Aunque ya figuran entre las nuevas drogas artificiales más consumidas del mundo, apenas empezamos a entender sus peligrosos efectos en el cuerpo y la mente.

Son más baratas que la marihuana, la cocaína y el éxtasis. Sus efectos son más duraderos, y contienen compuestos más tóxicos. La marihuana sintética (MS) y las sales de baño (SB) están entre las 640 nuevas sustancias psicoactivas (NSP) que se han registrado en los últimos siete años. Las NSP son drogas emergentes que se comercializan en un centenar de países. Entre éstas se encuentran plantas y sus derivados, medicamentos de uso humano o veterinario, fármacos retirados del uso clínico por sus efectos adversos, y sustancias artificiales como los cannabinoides sintéticos (ingrediente psicoactivo de la MS) y las catinonas sintéticas (ingrediente psicoactivo de las SB). La MS y las SB son las que más preocupan a la Oficina de las Naciones Unidas contra la Droga y el Delito (UNODC, por sus siglas en inglés). Según ese organismo, de las 75 nuevas drogas reportadas en 2015, 20 fueron catinonas sintéticas y 21 cannabinoides sintéticos. Estas cifras reflejan una tendencia global, que se ha repetido en años recientes, en la que el tráfico de NSP está dominado por esas dos variedades de compuestos sintetizados en el laboratorio. Hoy su consumo se considera una epidemia que amenaza la salud pública de algunos países, particularmente Inglaterra y Estados Unidos.

 

Los inicios

Los cannabinoides sintéticos fueron diseñados originalmente por el químico estadounidense John William Huffman. En la década de 1980 Huffman trató de sintetizar sustancias que no causaran dependencia, pero que sí tuvieran el potencial para aliviar dolores, prevenir convulsiones y desinflamar tejidos, como algunos cannabinoides naturales (véase ¿Cómo ves? No. 209). Su investigación hizo posible la creación de medicamentos patentados cuyos cannabinoides sintéticos (en concentraciones seguras) estimulan el apetito y alivian el dolor. Hoy, contra el propósito original de su creador, esos compuestos se reconfiguran de manera clandestina para elaborar drogas altamente adictivas, como el compuesto JWH-018, bautizado con las iniciales de Huffman

Cuestión de vida o muerte

Orange, condado de California, 11 julio de 2014. Connor Eckhardt es hallado inconsciente por sus padres y trasladado al Hospital Hoag, en Newport Beach. El paciente de 19 años se encuentra en estado de coma por una inflamación cerebral causada por falta de oxigenación. Cinco días después, los médicos declaran la muerte cerebral del joven, aficionado al patinaje y al motocross. El deceso se atribuye a que el muchacho inhaló Spice (una marca de marihuana sintética) unas horas antes de ser internado.

Desde entonces, la familia Eckhardt ha expuesto su caso en los medios y en las redes sociales para alertar sobre la toxicidad de la MS. Esta última, según la Asociación Estadounidense de Centros de Control de Envenenamiento, fue la causa de más de 7 700 casos de intoxicación en 2015. Tan sólo en la primera mitad de ese año se reportaron en Estados Unidos 15 muertes relacionadas con MS, cifra tres veces mayor que la de años anteriores.

Los decesos por consumo de MS más comunes son por ataque al corazón y paro respiratorio en adolescentes. La encuesta Global Drug Survey 2016 —en la que participaron 100 000 internautas de 50 países— sugiere que los consumidores de MS tienen un riesgo 30 veces mayor de requerir atención médica de emergencia que quienes consumen marihuana natural con fines recreativos.

En noviembre de 2012 Dickie Sanders, un chico estadounidense de 21 años, inhaló Cloud 9, una marca de SB. Aunque no padecía depresión crónica ni demencia, el muchacho comenzó a tener episodios de insomnio, terror y delirios. Decía que veía personas armadas y helicópteros frente a su hogar, ubicado en las afueras de Covington, Kentucky. Poco después de consumir las SB, Dickie se infligió heridas en el cuello con un cuchillo. Aunque estuvo bajo el cuidado de sus padres, el joven se suicidó con un arma de fuego cinco días después de haber sido dado alta del hospital. La autopsia sólo reveló rastros del psicoestimulante MDPV, una clase de catinona sintética.

Si bien hay pacientes que se recuperan físicamente después de la intoxicación por MS y SB, es muy probable que padezcan trastornos psiquiátricos y psicológicos que llegan a persistir durante meses. Hay estudios toxicológicos que indican que ambas sustancias tienen el potencial de causar psicosis, es decir, distorsionar la personalidad y la percepción de la realidad. Esto incluye ansiedad, dificultad para recordar acontecimientos recientes, alucinaciones auditivas y visuales, delirios paranoides, agresividad, euforia e irritabilidad. Los consumidores de MS y SB afirman tener pensamientos suicidas y homicidas justo después de administrarse la droga. Se especula que por eso las muertes asociadas con las SB se deben frecuentemente a comportamientos de riesgo y automutilación.

Desde la primera vez que se prueban, la MS y las SB provocan un deseo compulsivo de consumir más. Las personas tienden a volverse dependientes y, aunque suspendan el consumo, desarrollan el síndrome de abstinencia, manifestado en forma de cansancio y depresión, así como incapacidad de concentrarse y de realizar tareas cotidianas.

Cannabonoides y catinonas sintéticos

Cannabinoides sintéticos 
Efectos clínicos comunes:

  • mareos
  • convulsiones
  • sequedad en la boca
  • dolor en el pecho
  • dificultad para respirar
  • aumento del ritmo cardiaco y presión sanguínea
  • dolor en el abdomen
  • náusea y vómito
  • sudoración excesiva
  • temblores incontrolables

La marihuana sintética (MS) tiene una mezcla de hierbas deshidratadas y pulverizadas que no son marihuana, sino plantas como rosa mosqueta (Rosa eglanteria), cola de león (Leonotis leonurus) y loto azul (Nymphaea caerulea). Este agregado vegetal, a su vez, está impregnado con uno o más cannabinoides sintéticos (a menudo son más de 10), cuya variedad y concentración no se especifican en la etiqueta del producto. La MS suele venir en sobres pequeños de aluminio plastificado.

Sobrenombre: Marihuana sintética, potpourri incienso herbal 
Nombres comerciales: K2, Spice, Black mamba, Yucatan Fire, Skunk, Scooby Snack, etc.
Nombres farmacológicos: JWH-018, JWH-073, JWH-200, CP47,497, HU-210, etc.

De las 75 nuevas drogas reportadas en 2015, 20 eran catinonas sintéticas y 21 cannabinoides sintéticos.

Catinonas sintéticas 
Efectos clínicos comunes:

  • visión borrosa
  • sangrado de nariz
  • zumbido en los oídos
  • sequedad en la boca
  • dificultad para respirar
  • aumento del ritmo cardiaco y presión
  • contracción muscular
  • disfunción sexual y anorgasmia
  • sudoración excesiva
  • erupciones en la piel

Las “sales de baño” (SB) son una mezcla de catinonas sintéticas que nada tienen que ver con el producto aromático. Son un conjunto de derivados de la catinona, alcaloide producido por la planta sudafricana Catha edulis. Su presentación más común es en forma de polvos blancos o amarillentos, pastillas o cápsulas. Sus empaques suelen tener la leyenda “no apto para el consumo humano” para pasar como productos de limpieza y no someterse a evaluaciones farmacológicas.

Sobrenombre: Sales de baño, droga caníbal. 
Nombres comerciales: Molly, Flakka, Ivory Wave, Cotton Cloud, White Lightning, Vanilla Sky, Don Gato, etc. 
Nombres farmacológicos: Mefedrona, metilona, MDPV, α-PVP, etc.

Se conocen unas 30 catinonas sintéticas y 700 cannabinoides sintéticos que se comercializan bajo 500 marcas.

Embotellamiento sináptico

Las SB actúan alterando el tránsito de neurotransmisores entre las neuronas. Por ejemplo, la mefedrona y la metiliona (catinonas sintéticas) actúan como semáforos que controlan el flujo de dopamina y norepinefrina, encargadas de hacernos sentir placer. Al mismo tiempo, otra catinona de las SB, la metilendioxipirovalerona, impide que se active la luz roja del semáforo. Así, los neurotransmisores siguen circulando libremente en los espacios entre neuronas, llamados sinapsis, aunque ya hayan cumplido su función.

Los científicos especulan que esta saturación de neurotransmisores —aparte de ser la causa de los efectos alucinatorios de las SB— provoca inflamación neuronal, lo cual también explicaría por qué sus efectos llegan a persistir varios días y por qué son aproximadamente 10 veces más potentes que los de la cocaína y el éxtasis (véase ¿Cómo ves? No. 46). Los daños causados por este embotellamiento neuroquímico pueden extenderse al sistema nervioso autónomo, que controla los latidos del corazón y la digestión. Se sabe de un caso clínico en el que la aplicación intravenosa de SB provocó descomposición de tejido muscular, lo que puede liberar al torrente sanguíneo proteínas que causan daños irreversibles al hígado y a los riñones.

El mecanismo de acción de la MS es distinto. Los compuestos artificiales que contiene están diseñados para activar los receptores celulares del sistema endocannabinoide, relacionado con el estado de ánimo, la memoria, el apetito y la sensación de dolor. El cannabinoide sintético JWH-018 activa descontroladamente las proteínas CB1 y CB2. La primera se encuentra en el sistema nervioso central y periférico, así como en huesos, corazón, hígado, pulmones y sistema reproductivo; mientras que la segunda se distribuye en las células sanguíneas e inmunitarias. Al ser aspirados, fumados, ingeridos o inyectados, los cannabinoides sintéticos harán reaccionar a esas proteínas como lo hace el ingrediente psicoactivo de la marihuana vegetal. No obstante, los cannabinoides de la MS son hasta 100 veces más potentes y causan algunos efectos totalmente opuestos a los de la marihuana.

Amenaza latente

En México los cannabinoides sintéticos en general y una catinona sintética (la mefedrona) ya están clasificados como sustancias psicotrópicas controladas por el Estado. En enero de 2014 se actualizó la Ley General de Salud para reflejar que esos compuestos tienen escaso valor terapéutico y pueden volverse sustancias de abuso. Pese a esta modificación, aún no hay estudios públicos de la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios (COFEPRIS) que revelen las tasas de consumo de la MS y las SB en el país. De igual forma, estas drogas no están consideradas en los estudios más recientes de la Dirección de Investigaciones Epidemiológicas y Psicosociales del Instituto Nacional de Psiquiatría ni en las del Instituto para la Atención y Prevención de las Adicciones en la Ciudad de México. La última Encuesta Nacional de Consumo de Drogas en Estudiantes (2014) tampoco sugiere que estas sustancias ya sean muy populares en México, donde las drogas más consumidas por personas de entre 12 y 17 años son la marihuana, los inhalables y la cocaína.

Engaño digital

En 2014 el FBI desmanteló el portal Silk Road, apodado el “Amazon de las drogas ilegales”. Esa plataforma, lanzada en 2011, llegó a vender más de 220 variedades de sustancias ilícitas a un millón de clientes, y tuvo ventas anuales equivalentes a 22 millones de dólares. Sus usuarios realizaban transacciones mediante la moneda digital Bitcoin. Tras la ausencia de este portal clandestino ha surgido una oleada de sitios alternativos que ofrecen MS y SB.

La encuesta Global Drug Survey 2016 indica que la mitad de los encuestados ha comprado nuevas sustancias psicoactivas en tiendas en línea convencionales, mientras que uno de cada 10 las ha comprado mediante páginas como Silk Road, ocultas en la llamada “Dark Web”. En este dominio de la red de redes —inaccesible desde buscadores como Google o Yahoo— los usuarios protegen su identidad usando conexiones anónimas o proxys basados en software de encriptación de mensajes. La encuesta también sugiere que el éxito del tráfico digitalizado se debe a que los clientes encuentran una gama más amplia de sustancias que en un punto de venta físico, y a que realizar transacciones de manera remota les evita ir a lugares peligrosos y vigilados.

Hoy la oferta en línea de MS y SB es tan diversa que los fabricantes recurren a estrategias publicitarias para bautizar nuevas variedades de droga. Sus nombres comerciales y logotipos coloridos son plagios de la imaginería de películas y series animadas. Por ejemplo, la marca de SB Black Mamba toma su nombre de un personaje del filme Kill Bill, de Quentin Tarantino; y la marca de MS Scooby Snax retrata al protagonista de la caricatura Scooby Doo. Las tiendas virtuales que anuncian MS y SB las describen como si fueran legales e inofensivas, e incluso afirman que sus productos, “100% orgánicos” y “a base de hierbas”, no son detectados por pruebas antidopaje.

Es tal la importancia de Internet para estudiar el fenómeno de las nuevas sustancias psicoactivas, que se han implementado estrategias internacionales para detectar sitios donde se promuevan nuevos modos de consumo. Por ejemplo, el programa Psychonaut Web Mapping Project, coordinado por la Unión Europea, observó durante 2010 y 2012 cientos de blogs, redes sociales, expendios en línea, buscadores y páginas web. Sus siete centros de investigación identificaron y clasificaron 400 nuevas sustancias psicoactivas antes de que algunas se popularizaran en el mercado y fueran prohibidas. La eficacia de esta iniciativa se debió, en parte, a que descifró el lenguaje coloquial de los internautas a fin de saber el sobrenombre de las sustancias en diferentes idiomas. Aunque existen más redes preventivas como ésta, no sólo los distribuidores de NSP van un paso adelante de las autoridades que las prohíben, sino también los fabricantes.

Guerra química y legal

Es típico que no se preste atención a una nueva sustancia psicoactiva hasta que se relaciona con varios casos de intoxicación aguda. Para cuando la UNODC se pone al corriente con esos incidentes y prohíbe una sustancia, los diseñadores de drogas ya han creado nuevas moléculas —pero similares— que no están incluidas en las listas actualizadas de compuestos ilegales. Esta carrera entre los fabricantes clandestinos y los químicos analíticos que trabajan para las agencias antidrogas es una de las razones por las que actualmente se conocen decenas de catinonas sintéticas y alrededor de 700 cannabinoides sintéticos que se venden bajo 500 nombres o marcas.

La mayoría de la MS y de las SB se produce en laboratorios ubicados en China, India, Sudáfrica y Pakistán. Esas industrias operan como si fueran compañías farmacéuticas; es decir, emplean científicos y personal de laboratorio que surten órdenes específicas de distribuidores. En sus instalaciones se utilizan como materia prima ciertos precursores químicos o ingredientes en bruto que comúnmente provienen de países como Nigeria, Etiopía, Mozambique, Malawi y República Democrática del Congo. Sin embargo, de acuerdo con la Junta Internacional de Fiscalización de Estupefacientes (JIFE), se han desmantelado laboratorios —tanto profesionales como caseros— y decomisado ambos tipos de drogas en prácticamente todas las regiones donde opera el organismo. Los reportes de incautación de MS y SB aún no han mencionado incidentes en México, el mayor exportador de metanfetaminas y marihuana a Estados Unidos.

No todas las nuevas sustancias psicoactivas están reguladas por convenios internacionales que insten a los gobiernos a vigilarlas y controlarlas. Esto implica que persisten vacíos legales en cuanto a si se debe restringir el empleo de ciertas drogas emergentes y sus ingredientes para propósitos exclusivamente científicos. Por otro lado, es común que un fármaco descartado de la investigación médica (por sus efectos negativos) sea retomado por los diseñadores de drogas, que aplican la ciencia de la adicción (véase ¿Cómo ves? No. 177) para crear sus peligrosas recetas.

 

 

 

Más información

  • Ruíz Loyola, Benjamín, Las drogas, DGDC-UNAM, México, 2015
  • Prospéro García, Oscar, “El cerebro, las drogas y los genes”, Salud Mental, México nov-dic., 2010 (en línea).
  • “Conceptos básicos sobre adicciones”, Comisión Nacional contra las Adicciones: www.conadic.salud.gob. mx/pdfs/nueva_vida/prevad_cap1.pdf

Oscar Miyamoto Gómez es maestro en Comunicación por la UNAM. Ha ejercido el periodismo de ciencia desde 2011

 

 

 

 

 

Científicos e ingenieros desarrollan una nueva generación de autómatas capaces no sólo de entender nuestro lenguaje natural, sino de interpretar y expresar estados anímicos. ¿Podremos algún día reír y llorar con ellos?

En su famosa novela ¿Sueñan los androides con ovejas eléctricas? el escritor de ciencia ficción Philip K. Dick describe a unos asombrosos autómatas llamados Nexus 6 que en su comportamiento, apariencia e inteligencia son casi idénticos a los seres humanos. La obra ha sido adaptada para dar forma a dos películas tituladas Blade Runner. La original salió en 1982 y su secuela, Blade Runner 2049, se estrenó el año pasado. Además de tener mayor fuerza y agilidad, los androides —que en la pantalla grande se llaman “replicantes”— pueden imitar nuestras habilidades físicas e intelectuales como el movimiento o el habla, pero son incapaces de expresar emociones. Esta limitante da la pauta al protagonista de la novela, Rick Deckart, para distinguir de los humanos a este linaje de androides —que se han convertido en una amenaza para la Tierra—. Una prueba psicológica que mide la empatía le facilita esta tarea, pues los Nexus 6 no tienen sentimientos y se muestran indiferentes al gozo o sufrimiento de los seres vivos. Los robots que Philip K. Dick imaginó en 1968 siguen siendo un desafío para los expertos en robótica. Como lo resumió el pionero en inteligencia artificial Marvin Minsky en su libro Society of Mind, las emociones son tan esenciales, que en vez de plantear si un robot podría tenerlas, más bien debemos preguntarnos si una máquina carente de ellas sería realmente inteligente.

De las cosas a las personas

Gracias a las nuevas tecnologías de cómputo los robots industriales están presentes en todas partes: líneas de ensamble de autos, quirófanos, y hasta en otros planetas, como el vehículo Curiosity, que desde 2012 recoge y analiza muestras del suelo marciano (véase ¿Cómo ves? No. 178). En cambio los robots con habilidades sociales y comunicativas son escasos. Si bien en países avanzados como Japón y Estados Unidos ya se fabrican algunos modelos capaces de interactuar con los humanos, como Kismet y Jibo, aún estamos lejos de tener Arturitos (como en La guerra de las galaxias) o robotinas (como en Los supersónicos) que nos escuchen y asistan en la escuela, el hogar o los hospitales.

Como escribió la investigadora Cynthia Breazel, del Laboratorio de Inteligencia Artificial del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), “la robótica se ha ocupado más de la interacción con las cosas que con las personas”. Pero las cosas han empezado a cambiar en las últimas décadas. Conscientes de que los robots industriales son “máquinas ciegas” que actúan en forma repetitiva conforme a programas específicos, como afirma Humberto Sossa Azuela, del Centro de Investigación en Computación del Instituto Politécnico Nacional (CIC), muchos expertos buscan romper ese paradigma. El desafío es grande, pues un autómata con las características definidas por Minsky debería identificar patrones en forma óptima, usar lo que llamamos sentido común y experimentar emociones que lo lleven a tomar decisiones, resume Sossa, jefe del Laboratorio de Robótica y Mecatrónica del CIC. Jesús Savage Carmona, titular del Laboratorio de BioRobótica de la Facultad de Ingeniería de la UNAM, plantea por su parte que un robot con estas características debe tener sistemas que le permitan reconocer expresiones faciales, voces y entonaciones, además de responder de acuerdo con los estados de ánimo de su interlocutor. “Debe ser capaz de identificar no sólo lo que dice una persona, sino su estado de ánimo”.

Eduardo Bayro Corrochano, quien junto con su equipo del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Guadalajara desarrolla robots humanoides, explica que en primer lugar estas máquinas deben ser suficientemente robustas en sus componentes electromecánicos para alojar programas de reconocimiento o aprendizaje. El siguiente paso es diseñar circuitos específicos para reproducir los procesos mediante los cuales un individuo incorpora información de su medio y adquiere conocimientos. Estos circuitos pueden basarse en la fisiología del sistema nervioso humano.

De la razón a la emoción

Para Humberto Sossa uno de los mayores obstáculos para producir robots con emociones es que éstos deben tener capacidades similares a las del cerebro humano.

El enfoque tradicional para la fabricación de robots, llamado de arriba hacia abajo, está basado en seguir reglas de operación que les permiten a las máquinas resolver cierto tipo de problemas complejos que la mente humana no podría procesar. El ejemplo típico es la computadora Deep Blue de la compañía IBM, que en 1997 derrotó al campeón mundial de ajedrez Gary Kasparov. Esta máquina podía analizar hasta 200 millones de posiciones del tablero por segundo y anticipar la próxima jugada de su rival humano. Si clasificamos su desempeño lógico, Deep Blue resulta un prodigio. Su “fuerza bruta” residía en su capacidad de cálculo; sin embargo, su nivel de inteligencia emocional (si extrapolamos la definición del psicólogo Daniel Goleman a la robótica) sería nulo.

Para superar esta limitante, Sossa Azuela propone usar otro enfoque para el diseño y construcción de máquinas inteligentes: el de abajo hacia arriba, basado ya no sólo en el seguimiento de algoritmos o fórmulas, sino en el aprendizaje. “Tenemos que proponer nuevos modelos de redes neuronales que se aproximen más al funcionamiento de las neuronas humanas, que operan en forma colaborativa”.

Carlos Gershenson, del Instituto de Investigaciones en Matemáticas Aplicadas y Sistemas (IIMAS) de la UNAM, señala que la idea de construir una máquina capaz de aprender en lugar de programar todo su comportamiento desde el principio ya había sido perfilada por otro pionero de la computación: el científico británico Alan Turing (véase ¿Cómo ves? No. 163). El gran reto es que una con capacidad emocional respondería de maneras distintas a los mismos datos de entrada, según sus emociones, mientras que una máquina sin esa capacidad da siempre la misma respuesta a una misma entrada. El científico del IIMAS lo resume con un ejemplo cotidiano: los humanos reaccionamos de distinta forma ante una situación si estamos contentos, tristes o enojados.

Esto puede lograrse, según Gershenson, diseñando programas que imiten dichas funciones reguladoras de las emociones, aunque no necesariamente con los mismos mecanismos que usa el cerebro humano para procesarlas.

CONEXIÓN PROFUNDA

En su tesis de maestría, titulada “Entrenamiento de un robot Nao para la enseñanza de conceptos básicos a niños”, Diana Uriel, egresada del Centro de Investigación en Computación del IPN, se dio cuenta de lo importante que es la conexión emocional entre humanos y androides. Dirigida por Humberto Sossa, Uriel evaluó la utilidad del Nao, robot comercial de forma humanoide fabricado por Aldebaran Robotics, en la enseñanza de colores y figuras geométricas a un grupo de cuatro niños de entre dos y cuatro años. Uriel empleó técnicas de reconocimiento de patrones y análisis de imagen para programar al robot.

Aunque el Nao no tiene expresiones faciales, los menores interactuaron muy bien con él y lo trataron como a un compañero de juegos. Sin embargo, se enfadaron porque no los reconocía por sus nombres, según recuerda Humberto Sossa. Diana Uriel tuvo que generar unas líneas de código de programación para que el robot saludara en forma personalizada a los menores que fueron evaluados. “Aunque en realidad el robot no los reconoció, a los niños les dio mucho gusto oír su nombre y de inmediato establecieron una conexión emocional con él”, refiere Sossa Azuela.

Con este trabajo descubrieron que algunos menores renuentes a interactuar con la gente podían socializar fácilmente con el robot. Por ello, los científicos del CIC buscarán mejorarlo para que ayude a detectar tempranamente casos de autismo, ceguera o daltonismo, además de apoyar los procesos de enseñanza o rehabilitación.

Cibernética geométrica

Desde 2010 Eduardo Bayro y sus colegas fabricaron un pequeño humanoide de 110 centímetros de alto al que llamaron Mex One. Para que pudiera percibir objetos y librar obstáculos, lo equiparon con un sistema de procesamiento de imágenes estereoscópicas similar al que emplea el dispositivo Kinnect, que se conecta a las cajas de videojuegos X Box para reconocer movimientos. También le instalaron un sensor tridimensional con el cual el robot (que tiene 25 grados de libertad de movimiento equivalentes al número de movimientos independientes) puede explorar ambientes en un rango que va desde los 50 centímetros hasta los 15 metros a su alrededor.

La meta de los expertos del Cinvestav Guadalajara fue producir un robot social de asistencia, pero de muy bajo costo, pues sólo invirtieron 50 000 dólares en su desarrollo, mientras modelos comerciales disponibles en el mercado —como el Asimo de Honda— pueden superar el millón de dólares. Para lograr esto, Bayro ha aplicado el conocimiento de varias ramas de la cibernética y la robótica, como el aprendizaje profundo (que permite a los robots reconocer objetos y ubicaciones físicas), las arquitecturas cognitivas y los métodos geométricos.

Con la cibernética geométrica, explica en entrevista, es posible formular los complejos algoritmos que rigen el comportamiento de un robot social —lo que requiere cálculos matemáticos en 30 o hasta 40 dimensiones— utilizando pocos parámetros y sin redundancias, es decir, resolver los problemas en forma más eficaz y económica. “Como la teoría y las matemáticas en que se basan los algoritmos no cuestan, los incorporo en el hardware. Esto genera un efecto de alto impacto, pues la máquina inteligente opera con métodos geométricos muy avanzados y a bajo costo”, señala el científico del Cinvestav.

El equipo de Bayro está convencido que con estas herramientas podrán fabricar en el futuro cercano robots sociales cada vez más sofisticados, capaces de “entender” conceptos abstractos y estados de ánimo.

Por lo pronto, él y su equipo ya trabajan en el diseño de un nuevo robot social llamado Cinvesrob. El hardware ya está casi listo, pero continúan afinando el software usando los métodos geométricos para que el autómata sea capaz de percibir estímulos y reconocer objetos.

MÁQUINAS ANTROPOMÓRFICAS: DEL AMOR AL RECHAZO

En la década de 1970 el ingeniero japonés Masahiro Mori propuso la hipótesis de que cuando un robot se asemeja demasiado en forma y comportamiento a los seres humanos reales, en lugar de empatía produce rechazo. Mori planteó esta idea a través de una gráfica en la cual se aprecia que mientras más similar sea el androide a nosotros, más positiva será la reacción emocional que provoque; sin embargo, existe una zona en la cual esta respuesta se torna negativa. La zona de la gráfica en la que se ve la caída ha sido llamada uncanny valley (valle misterioso o inquietante), un concepto de psicología que Sigmund Freud utilizó en un ensayo en 1919 para referirse a aquello que resulta familiar y perturbador a la vez. Justamente en esta zona los robots con apariencia demasiado humana dejan de ser gratos y se vuelven atemorizantes, quizá por la grotesca asociación entre lo vivo y lo inerte que provocan entes como los zombies, dice el profesor Jesús Savage, de la Facultad de Ingeniería de la UNAM.

Algoritmos genéticos

Junto con sus alumnos del Laboratorio de BioRobótica en la Facultad de Ingeniería, Jesús Savage ha dado forma desde 2012 a Justina, un robot de servicio premiado en torneos internacionales que puede reconocer personas y gestos, ubicarse espacialmente, ejecutar tareas como respuesta a instrucciones e interactuar con las personas.

Savage recuerda que a medida que lo mejoraban y hacían más complejo, el robot se asemejaba cada vez más a un ser vivo. Por esta razón adoptaron el enfoque “de abajo hacia arriba” en la construcción de este tipo de robots, utilizando algoritmos genéticos inspirados en la evolución biológica que, como los organismos, son capaces de adaptarse y mutar ante las presiones de su medio ambiente. De la misma manera en que lo ha hecho la naturaleza desde hace miles de millones de años con los seres vivos, los expertos de la Facultad de Ingeniería realizan simulaciones computarizadas con las que ponen a prueba los algoritmos genéticos en ambientes virtuales.

Para ejemplificar cómo funcionan estos algoritmos genéticos, Savage evoca el trabajo de las hormigas para llevar alimento y mantener sus nidos. Hay grupos especializados para cada una de las tareas, pero la cooperación les permite sobrevivir a todas como una colonia. “Con los algoritmos genéticos tenemos una representación binaria de cada una de estas tareas especializadas” (explorar territorio, llevar alimento al nido, etc.), dice el investigador. Cada uno de ellos puede considerarse como un individuo, que luego se pone a prueba para resolver problemas específicos.

Vamos a suponer que en una población de 1 000 individuos (en este caso, 1 000 algoritmos) queremos seleccionar los más adecuados para dotar a un robot simulado de la capacidad de explorar. Tendremos que seleccionar aquellos que lo hayan puesto en movimiento y desechar a los que lo mantuvieron estático. Tras hacer la selección, probablemente tendremos 100 algoritmos en lugar de los 1 000 originales. Si ahora los combinamos entre sí de manera análoga a la reproducción biológica, induciremos modificaciones que darán como resultado una nueva población de 1 000 individuos que serán más aptos para la tarea especificada. “Si repetimos una y otra vez este proceso de seleccionar de los mejores, después de varias generaciones obtendremos individuos capaces de resolver el problema”, afirma Savage.

Autómatas de compañía

El rango de aplicaciones de los robots capaces de leer emociones es vasto y promisorio: desde guías automatizados en museos y galerías hasta asistentes personalizados en oficinas, hogares, asilos y hospitales.

Daniel Saldívar Navarro, del Centro Universitario de Ciencias Exactas e Ingenierías (CUCEI) de la Universidad de Guadalajara, ha construido con su equipo dos prototipos que buscan justamente ese objetivo. Los robots de los expertos del Departamento de Electrónica y Computación del CUCEI, llamados Marisol e Ismael, poseen programas de reconocimiento visual así como servomotores que les permiten seguir con la cabeza los movimientos de una persona. “Empezamos usando técnicas clásicas de visión artificial, pero ahora tenemos nuestros propios algoritmos, llamados metaheurísticos, que se enfocan en detectar formas geométricas básicas como círculos, líneas u óvalos mediante los cuales el robot puede identificar el rostro de una persona”, señala el investigador.

El especialista en inteligencia artificial del CUCEI, que obtuvo en 2009 la patente nacional de un robot modular ambulante, relata que el mayor reto para desarrollar estos prototipos no fue la programación, sino el ensamblaje de los componentes electromecánicos, que resolvieron gracias a la impresión en 3D (véase ¿Cómo ves? No. 203).

El grupo de Saldívar continúa mejorando este proyecto basado en el hardware libre (todos los diseños de las piezas están disponibles en internet) para que en el futuro sirvan a personas discapacitadas o de la tercera edad. “La idea es que estos robots no sólo analicen el significado textual de una frase o gesto, sino el contexto. Por ejemplo, al ver que una persona no ha comido o no se levanta de la cama, podrán inferir que no se siente bien y emitir un mensaje de alerta al médico de cabecera”.

Nuevos modelos

Hasta ahora, los expertos en inteligencia artificial han logrado que los robots comprendan y repliquen —al menos parcialmente— algunas de las expresiones emocionales que los humanos reconocemos universalmente: la alegría asociada con una sonrisa espontánea, el enojo de un ceño fruncido o la tristeza de un semblante desencajado. Pero, ¿podrán algún día superar a la ciencia ficción y construir replicantes dotados de sentimientos internos, capaces de enamorarse, condolerse ante el sufrimiento o alterarse por el llanto de un niño? Sossa Azuela se muestra escéptico: “Estamos muy lejos de que un robot experimente emociones de alto nivel como el amor”.

Sin embargo, acota, eso no quiere decir que no podrán reaccionar ante ciertos estímulos que a los humanos nos conmueven. Algunos proyectos de investigación como el Cajal Blue Brain(que pretende simular el funcionamiento de cerebros de mamíferos a nivel molecular) impulsarán el diseño de modelos neurológicos más avanzados que ayuden a tal fin. Por ejemplo, aunque no podemos expresar matemáticamente el miedo, sí podemos dotar a un robot con sensores y programas que lo hagan experimentar una sensación parecida al temor cuando esté a punto de agotarse su batería, dice el profesor Sossa. “Hay muchos problemas, sobre todo los de la vida real, que sólo se resuelven a través del aprendizaje. Así que tenemos que proponer nuevos modelos de redes neuronales que se aproximen más al funcionamiento de las neuronas humanas, que operan en forma colaborativa”, concluye.D

Más información

  • Romero Herrera, Rodolfo, “Máquinas que piensan y sienten”, Revista Digital Universitaria, UNAM, 10 de marzo 2006, vol. 7, Núm. 3: www. revista.unam.mx
  • Barceló Aspeitia, Axel Arturo, Juego doble: te quiero machine. Emociones de laboratorio y electrodomésticas, Instituto de Investigaciones Filosóficas, UNAM: www.filosoficas. unam.m
  • BioRobotics UNAM: www.biorobotics. fi-p.unam.mx

 

Guillermo Cárdenas Guzmán es periodista especializado en temas de ciencia, tecnología y salud. Ha laborado en diversos medios de comunicación electrónicos e impresos, como los diarios Reforma y El Universal. Actualmente es reportero y editor de contenidos de ¿Cómo ves?
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