Un estudio con cucarachas y microrrobots demuestra que la “paciencia” colectiva evita atascos en navegación grupal con solo cuatro bits de información

Vicksburg, Misisipi, 1 de octubre de 2026. Un equipo del Laboratorio Ambiental del U.S. Army Engineer Research and Development Center (ERDC), en colaboración con un investigador adscrito al programa de participación en investigación del Departamento de Defensa administrado por el Oak Ridge Institute for Science and Education (ORISE), publicó un estudio que demuestra cómo una interacción social mínima —detenerse y esperar— permite a grupos de cucarachas evitar atascos al atravesar corredores con obstáculos, un comportamiento que los robots asísmicos no logran replicar. El trabajo, aparecido en PLOS Complex Systems, propone un modelo computacional que requiere apenas cuatro bits de información por agente para la toma de decisiones de movimiento, independientemente de la densidad del grupo o la complejidad del entorno.

Del experimento con insectos al modelo de agentes

Los investigadores compararon la navegación de cucarachas americanas (Periplaneta americana) con la de microrrobots vibrátiles tipo bristlebot (marca Hexbug Nano) a través de un corredor de 48 × 24 pulgadas con obstáculos cilíndricos en configuración de diamante. Mediante seguimiento de video a 30 fps y el software de código abierto TRex, registraron trayectorias individuales y grupales en ensayos de 1, 10 y 20 agentes.

El hallazgo central: con 10 agentes no se observó diferencia estadística entre cucarachas y robots (p = 0,988 en una prueba de permutación), pero con 20 agentes las cucarachas mostraron un tiempo efectivo medio de cruce significativamente menor (p = 0,029). La diferencia se atribuye a una conducta de cola: las cucarachas que se aproximan por detrás a otra se detienen y esperan, mientras que los robots intentan empujar y generan bloqueos.

Cuatro bits y el efecto “más lento es más rápido”

El modelo de agentes desarrollado por el equipo asigna a cada “antena” simulada uno de cuatro estados de colisión (ninguna, obstáculo, agente en contacto mutuo o agente en contacto no mutuo), lo que equivale a dos bits por antena y cuatro en total. Este esquema reproduce el fenómeno conocido como slower-is-faster, documentado previamente en multitudes humanas y tráfico vehicular: reducir la velocidad individual mejora el flujo colectivo en cuellos de botella.

En simulaciones con 100 agentes y cuatro tasas de emisión distintas, el tiempo efectivo medio de cruce disminuyó de forma monótona al aumentar la probabilidad de espera (pw), con mayor impacto a densidades elevadas. El efecto se amplifica cuando una fracción de agentes (25 %) se desplaza a velocidad reducida y actúa como obstáculo móvil para el resto.

Vínculo con la formación de investigadores en defensa

El estudio cuenta con financiación del programa Installations and the Operational Environment del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de EE. UU. y de una beca del DOD Research Participation Program, gestionado por ORISE bajo contrato DE-SC0014664 del Departamento de Energía. Este último mecanismo constituye una vía de inserción de estudiantes y egresados de posgrado en laboratorios federales de investigación, un dato relevante para instituciones de educación superior que buscan vincular a sus alumnos con proyectos interdisciplinarios en biología, física estadística y robótica.

Los autores señalan que el conjunto de datos de trayectorias se encuentra disponible en Kaggle [https://www.kaggle.com/datasets/kevinpilkiewicz/roach-and-robot-trajectory-dataset], y proponen como trabajo futuro el diseño de un robot físico con antenas de alambre que replique la mecánica de “parada y espera” sin sensores costosos.

Artículo original: Mayo, A. M., Carrigee, C., Harrison, A. B., Mayo, M. L., & Pilkiewicz, K. R. (2026). Patience is a virtue: How nature achieves group navigation with minimal cooperativity. PLOS Complex Systems, 3(10), e0000136. https://doi.org/10.1371/journal.pcsy.0000136