Investigadores de la ETH Zurich han enviado un robot «perro» de cuatro patas a las laderas del monte Etna, en Italia, para que detecte de forma autónoma los gases que pueden indicar cambios en la actividad volcánica, con el objetivo de reducir los riesgos de enviar personas a terrenos peligrosos.

«Queremos predecir cuándo se producirán las erupciones. Y para ello, necesitamos datos», ha explicado Julia Richter, del Laboratorio de Sistemas Robóticos de la ETH Zurich.

«El problema es que, si queremos enviar personas, es muy complicado desde el punto de vista logístico, además de muy peligroso, ya que hay gases tóxicos y el terreno es muy inestable. Por eso queremos utilizar robots en su lugar».

El equipo ha añadido al robot cuadrúpedo, ANYmal, un espectrómetro de masas fabricado por INFICON, un fabricante suizo de instrumentos de análisis y sensores. Esto le permite identificar gases mientras camina por los bordes de los cráteres, arena volcánica suelta y otros terrenos accidentados que pueden dañar a los robots con ruedas.

El robot también está equipado con una serie de equipos de detección y utiliza un tipo de inteligencia artificial (IA) llamada «aprendizaje por refuerzo» para ayudarle a aprender y tomar decisiones basadas en su entorno.

«Así, la forma en que el robot mueve sus motores de manera coherente se entrena mediante el aprendizaje por refuerzo, lo que le permite desarrollar algoritmos de control muy robustos que le permiten superar terrenos difíciles, como los que encontramos en el volcán», ha explicado Richter.

En las pruebas de campo realizadas en el Etna, los investigadores han informado de tres misiones autónomas en terrenos variados, en las que se han alcanzado índices de autonomía de entre el 93 % y el 100 %. El robot ha detectado cinco de las ocho fuentes de helio desplegadas deliberadamente y utilizadas como sustitutos de las emisiones de gas, siendo el movimiento impredecible de la columna de humo, muy dependiente del viento, una limitación clave. En otra misión teleoperada cerca de fumarolas naturales se ha detectado dióxido de azufre y dióxido de carbono, y se han utilizado mediciones manuales para confirmar la ubicación de las fumarolas.

Richter ha añadido que se prevén futuras pruebas de campo para mejorar algunas de las deficiencias actuales de los sistemas autónomos.

«Nuestro objetivo es lograr esta autonomía total, de modo que podamos dar al robot un objetivo que se encuentre a varios cientos de metros, incluso a kilómetros de distancia, y que el robot navegue de forma autónoma hasta allí. Para ello, necesita comprender perfectamente todo lo que ocurre a su alrededor, y eso es algo en lo que todavía se está investigando, por lo que las pruebas de campo como las del Etna son muy valiosas para alcanzar este objetivo», ha afirmado.

Los vulcanólogos monitorizan los gases porque los cambios en las emisiones pueden proporcionar pistas tempranas sobre lo que está sucediendo bajo tierra. A medida que el magma asciende, la presión disminuye y los gases disueltos se escapan, lo que a veces cambia las emisiones superficiales antes de una erupción. El dióxido de carbono puede liberarse al principio del ascenso del magma, mientras que el dióxido de azufre puede cobrar importancia cuando el magma se mueve a menor profundidad y las vías se secan, información que puede ayudar a pronosticar los peligros y a tomar decisiones como elevar los niveles de alerta.