Por qué la Inteligencia de Enjambre es Importante para las Naves Espaciales Autónomas

Hasta hace poco, el método dominante para fabricar una máquina en movimiento, ya sea una aeronave, una nave espacial o un submarino, era diseñarla junto a sistemas mecánicos bien establecidos. Más recientemente, surgió la idea de la “biónica”, donde los diseños artificiales imitan a los biológicos, especialmente en características como la morfología y la locomoción. Esto puede tomar la forma de imitar libélulas para crear microdrones, manos humanas para robots o construir vehículos submarinos con forma de criaturas marinas.

Este enfoque ayuda a aprovechar los miles de millones de años del proceso evolutivo que han optimizado formas y estructuras para condiciones específicas, generalmente con una marcada tendencia a la eficiencia energética y la resiliencia que los diseños artificiales ingenierizados tienen dificultades para igualar.

Un nuevo artículo científico busca impulsar esta idea aún más, escrito por investigadores de la Universidad de Pekín y la Academia China de Sistemas e Innovación Aeroespacial. El estudio argumenta que un nuevo concepto llamado Inteligencia Biónica Extensiva (EBI) podría potenciar aún más los sistemas artificiales al trasplantar mecanismos evolutivos refinados durante miles de millones de años, especialmente para aplicaciones aeroespaciales.

Fue publicado en la Revista China de Aeronáutica¹ bajo el título “Reflexiones sobre la inteligencia biónica extensiva en el campo aeroespacial”.

Biónica vs Biónica Extensiva

Una razón por la que los sistemas complejos están tomando cada vez más inspiración de los sistemas biológicos es que, a medida que su complejidad aumenta, su diseño enfrenta los mismos problemas que los organismos biológicos:

• Una malla compleja de diferentes componentes necesita trabajar conjuntamente de manera fluida.
• Las condiciones y entornos cambiantes requieren una adaptación rápida.
• “Emergencia macroscópica a nivel cruzado de funciones sofisticadas ausentes en los componentes individuales, evolucionando de forma ordenada dentro de entornos dinámicos.”

“La biónica consiste en tomar un organismo específico como objeto e imitar sus rasgos distintivos, con el fin de lograr una alta consistencia entre los sistemas artificiales y los organismos naturales en atributos físicos, características de movimiento y escenarios de aplicación. La búsqueda de la máxima similitud entre el objeto artificial y el organismo natural es la idea fundamental de la biónica.”

Esto puede crear diseños muy interesantes con forma de animales, como, por ejemplo, el diseño similar a una manta de un dron submarino de Northrop Grumman (NOC )  (siga el enlace para nuestro informe sobre esa empresa).

Sin embargo, este enfoque también es limitado ya que solo puede imitar organismos reales. No puede iterar mucho sobre un diseño y, en última instancia, estará limitado por el diseño que tenía sentido para una estructura biológica frágil, y no por lo que podrían ser diseños inspirados en la vida, teniendo en cuenta las ventajas de los materiales artificiales.

Por eso ahora se está considerando el nuevo enfoque de “biónica extensiva”. No solo imita el resultado final (organismos vivos), sino también los procesos que los han creado, los cuales pueden o no producir resultados similares cuando se aplican a sistemas artificiales.

“La biónica extensiva se libera de la mentalidad estereotipada de “correspondencia uno a uno” (por ejemplo, diseñar peces robóticos únicamente imitando criaturas nadadoras o drones copiando animales voladores). Explora varios patrones biológicos en la naturaleza, incluidos patrones morfológicos, estructurales, de comportamiento, de razonamiento, organizacionales y de enjambre, y luego abstrae metodologías universales aplicadas a sistemas artificiales.”

Fuente: Chinese Journal of Aeronautics

Aplicando la Biónica Extensiva

En general, la Inteligencia Biónica Extensiva (EBI) busca integrar muchos campos científicos en una nueva escuela de ingeniería y diseño:

• Evolución biológica (la aparición de la inteligencia en la naturaleza),
• Los fundamentos materiales y los mecanismos de procesamiento de información de la neurociencia (la base neuronal de la inteligencia)
• Ciencia cognitiva (las manifestaciones fundamentales de la inteligencia),
• La psicología (las manifestaciones avanzadas de la inteligencia) integra teorías multidisciplinarias para formar un marco teórico y tecnológico para la ciencia inteligente.

Se espera que esto sea especialmente relevante para los sistemas bioinspirados y la inteligencia de enjambre, particularmente para el desarrollo futuro de naves espaciales autónomas e inteligentes y sistemas aeroespaciales.

“Los organismos más complejos también proporcionan paradigmas valiosos. Por ejemplo, la red neuronal distribuida y la cognición flexible de los pulpos demuestran inteligencia descentralizada y capacidades de resolución de problemas adaptativas, ofreciendo nuevas ideas para diseñar sistemas no tripulados altamente autónomos.”

EBI también puede aportar el valor añadido de integrar más de un diseño a la vez, haciéndolo más capaz de crear un dron o “ecosistema” robótico que la imitación uno a uno de la biónica clásica.

Facilitará la integración interdisciplinaria de múltiples sistemas y objetivos, alejándose del enfoque biónico más simple anterior que hasta ahora solo ha producido resultados mixtos al desplegar herramientas funcionales.

“La tecnología EBI rompe el fenómeno de aislamiento de especies en los procesos de aprendizaje biológico, abandonando enfoques de transferencia simplistas y crudos de “imitar peces bajo el agua”, “replicar aves en vuelo” y “mimicizar lobos en tierra”.

Fuente: Chinese Journal of Aeronautics

Los investigadores presentan una serie de ejemplos donde ese enfoque podría ser exitoso, incluyendo la inteligencia de enjambre:

• Comportamiento de bandada de aves para la coordinación de múltiples UAV (alcance amplio de imitación).
• Algoritmo de escolaridad de peces para optimizar el control de formaciones de satélites (trascendencia de límites de especie).
• Exploración de sistemas de enjambre no tripulados (potenciación de la integración interdisciplinaria).
• Imitar los principios de los sistemas neuronales humanos para simular agentes cognitivos similares a los humanos con capacidades de pensamiento y aprendizaje. (enfocándose en el concepto de inteligencia)

Inteligencia Biónica Extensiva para la Industria Aeroespacial

EBI para la Percepción Ambiental

Los organismos biológicos utilizan visión de polarización para la navegación, la evasión de depredadores, la caza y la comunicación. También han creado muchas formas de visión y sentidos que pueden aplicarse a diseños artificiales:

• El Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea de EE. UU. ha aplicado sistemas de ojos compuestos a misiles aire‑a‑aire de corto alcance, permitiendo un bloqueo rápido de objetivos por parte de los buscadores.
• El sistema de ojo compuesto artificial curvo CurvACE se desplegó en drones para odometría de corta distancia, seguimiento de objetivos y experimentos de estabilización visual.
• Detección astronómica espacial de rayos X de campo amplio mediante la tecnología de imágenes de enfoque de ojo de langosta del Observatorio Astronómico Nacional de la Academia China de Ciencias (NAOC).
• Imitar con una red neuronal artificial las secuencias de picos asíncronos de los animales para reportar cambios de luz al cerebro, ayudando en la captura de dinámicas de alta velocidad.

EBI para la Computación Integrada

La investigación de la Universidad Tsinghua utilizó redes convolucionales basadas en matrices de memristores para lograr una eficiencia energética dos órdenes de magnitud mayor que las Unidades de Procesamiento Gráfico (GPU) al procesar Redes Neuronales Convolucionales (CNN).

De manera similar, la computación neuromórfica como el chip neuromórfico Darwin III de la Universidad de Zhejiang puede soportar más de 2 millones de neuronas y 100 millones de sinapsis en un solo chip, acercándose al número de neuronas de animales simples.

Esta imitación de la neurología de un animal puede llegar al nivel de transistor, con transistores neuromórficos de nanohilos de silicio que imitan la plasticidad neuronal mediante películas de silicato sol‑gel dopadas con iones.

EBI para la Toma de Decisiones Individuales

En general, la toma de decisiones autónoma está sujeta a limitaciones de cómputo, almacenamiento y recursos más que a la inteligencia centralizada que puede acceder a supercomputadoras o computación en la nube.

EBI puede utilizar algoritmos genéticos, optimización por enjambre de partículas, optimizador de lobo gris y algoritmos de enjambre de peces artificiales para decidir movimientos, direcciones, acciones, etc., de robots y drones.

Esto se ajusta al cambio de activos aeroespaciales controlados centralmente a sistemas autónomos que deben tomar decisiones útiles con energía, ancho de banda, cómputo y supervisión humana limitados.

Incluso podría desarrollarse un modelo de dopamina bioinspirado para la toma de decisiones autónoma en robots, donde la dopamina regula la motivación y la recompensa, como en los cerebros humanos.

EBI para el Control Cooperativo

La llamada “inteligencia de enjambre” se basa en la aparición de comportamientos grupales inteligentes y complejos y la coordinación, a pesar de la inteligencia limitada de los componentes individuales. Las escuelas de peces, bandadas de aves y enjambres de abejas muestran esa capacidad.

Este control cooperativo bioinspirado que carece de nodos centrales fijos puede permitir que los enjambres de naves espaciales operen sin topologías de comunicación rígidas, mejorando la resiliencia ante escenarios inesperados como la ausencia o falla de individuos.

EBI para la Teoría de Juegos Adversarial

Una aplicación de los enjambres artificiales y la biónica es en telecomunicaciones y aplicaciones de defensa; la capacidad de atacar o resistir ataques es importante.

Esto hace que comportamientos grupales biológicos como los paquetes de lobos que cazan cooperativamente o las escuelas de peces que evaden el cerco sean especialmente interesantes. También puede promover la eficiencia del grupo a costa individual de los componentes de un enjambre, como, por ejemplo, sacrificar a un evadido para asegurar la fuga de los demás, similar a un depredador fuerte que caza a los individuos más débiles dentro del grupo de presas.

EBI, IA y Tecnologías Espaciales

Haciendo que las Tecnologías Espaciales sean Adaptativas

El rápido desarrollo de la inteligencia artificial hace que la inteligencia biónica extensiva sea aún más importante para aplicaciones aeroespaciales. La creciente importancia de las tecnologías espaciales, gracias a los lanzadores reutilizables, también está haciendo crucial aumentar la autonomía de las naves espaciales.

“Las cuatro capacidades clave de ‘acceso al espacio, utilización del espacio, desarrollo del espacio y exploración del espacio’ imponen mayores exigencias a los nuevos sistemas aeroespaciales, incluidos los sistemas de transporte espacial, la infraestructura espacial, la fabricación espacial, los sistemas de exploración del espacio profundo y los sistemas de desarrollo.”

Idealmente, dichos sistemas aeroespaciales de IA bioinspirada integrarían varias habilidades:

• Un sistema integrado de percepción, memoria, razonamiento y toma de decisiones usando EBI.
• La inteligencia de enjambre crea comportamientos globales complejos a partir de reglas locales simples y los mantiene estables y predecibles.
• Reestructuración dinámica de la conectividad neuronal para adaptarse a nuevos escenarios y más allá de los límites de los conjuntos de datos de entrenamiento iniciales.

Fuente: Chinese Journal of Aeronautics

Acelerando el Desarrollo de EBI

Los investigadores argumentan que, para acelerar el desarrollo y la adopción de la Inteligencia Biónica Extensiva, se deben tomar algunos pasos.

El primero es la creación de una base de datos completa de bio‑inteligencia. Será esencial procesar y categorizar grandes volúmenes de datos de observación biológica, refinando progresivamente las bases de datos de bio‑inteligencia. De esta manera, estandarizar los datos biológicos heterogéneos garantizará su utilidad para la modelización computacional y el diseño de prototipos físicos.

Una vez creada esta base de datos integral de inteligencia biológica, será posible seleccionar rápidamente los objetivos de imitación más alineados con la tarea. Esto también deberá coincidir con los objetivos humanos, lo cual podría no ser sencillo.

“La principal dificultad técnica es establecer mecanismos de mapeo precisos que alineen las ventajas biológicas complejas con tareas de ingeniería específicas de la misión, evitando la simplificación excesiva o la pérdida de la esencia funcional.”

Luego, será necesario establecer mecanismos evolutivos rápidos para lograr un entrenamiento ágil en entornos y problemas novedosos. También será necesario integrar tecnologías de percepción y control biónico extensivo.

Una vez completados todos estos pasos, el campo de la EBI debería poder contribuir a la exploración autónoma del espacio profundo, la coordinación multi‑robot extraterrestre y los sistemas satelitales definidos por software, impulsando mejoras significativas en la inteligencia de los sistemas aeroespaciales no tripulados.

Invirtiendo en Inteligencia No Tripulada

Kratos Defense & Security Solutions

Comenzó con un enfoque en la infraestructura y redes de telecomunicaciones de defensa, y Kratos ha llevado a cabo desde 2004 una serie de adquisiciones de empresas de electrónica y defensa pequeñas o medianas.

Esto le llevó a convertirse en un importante proveedor de soluciones de telecomunicaciones aeroespaciales.

Fuente: Kratos Space

Kratos también se está expandiendo rápidamente en los segmentos de drones y misiles, especialmente en la categoría de munición “barata y suficientemente buena”, una categoría importante ya que la producción de sistemas de armas costosos tanto en roles de ataque como de defensa está luchando por mantenerse al día con el consumo en conflictos como Ucrania e Irán.

Como tal, Kratos es un proveedor de motores de misiles subsónicos y supersónicos, como los turbojets de la serie GEK y los motores cohete sólidos Zeus.

También produce el XQ-58 Valkyrie Uncrewed Tactical Aircraft (UTA) así como objetivos aéreos de drones para probar armas.

En tierra, está creando camiones controlados a distancia y autónomos y sistemas logísticos terrestres, láseres de alta energía, plataformas móviles ligeras y protegidas contra interferencias electromagnéticas sistemas C5ISR (Command, Control, Communications, Computers, Cyber, Intelligence, Surveillance, and Reconnaissance), y el Sentinel Weapon System, un sistema de misil balístico intercontinental (ICBM) basado en tierra en desarrollo

Empresas como Kratos son lo suficientemente pequeñas para mantenerse ágiles, pero lo suficientemente grandes para tener la capacidad de desplegar nuevos conceptos como la Inteligencia Biónica Extensiva en sus drones autónomos y otras armas. Como tal, probablemente podrá capitalizar los avances paralelos en IA de borde, fusión de sensores, coordinación descentralizada y planificación de misiones multi‑agente.

(También puedes leer nuestro informe de inversión completo sobre Kratos para más información)

Últimas Noticias y Desarrollos de Acciones de Kratos Defense & Security Solutions (KTOS)

Estudio Referenciado

^{1. Junzhi Yu, et al. Reflexiones sobre la inteligencia biónica extensiva en el campo aeroespacial. Chinese Journal of Aeronautics. 13 marzo de 2026, 104161. https://doi.org/10.1016/j.cja.2026.104161}