Ciempiés robot van a dar un paseo

Osaka, Japón — Investigadores del Departamento de Ciencias Mecánicas y Bioingeniería de la Universidad de Osaka han creado un nuevo tipo de robot móvil que aprovecha la inestabilidad dinámica para la locomoción. Al cambiar la flexibilidad de los acoplamientos, se puede hacer que el robot gire sin necesidad de complejos sistemas de control algorítmico. Este trabajo puede ayudar a crear robots de rescate capaces de atravesar terrenos irregulares.

La mayoría de los animales en la Tierra han desarrollado un sistema de locomoción robusto que utiliza patas que les proporcionan un alto grado de movilidad en una amplia gama de entornos. De manera un tanto decepcionante, los ingenieros que han intentado replicar este enfoque a menudo han encontrado que los robots con patas son sorprendentemente frágiles. El colapso de una pierna debido al estrés repetitivo puede limitar severamente la capacidad de funcionamiento de estos robots. Además, controlar una gran cantidad de articulaciones para que un robot pueda atravesar entornos complejos requiere mucha potencia informática. Las mejoras en este diseño podrían ser muy útiles para construir robots autónomos o semiautónomos que puedan servir como vehículos de exploración o rescate y para ingresar a áreas peligrosas.

Ahora, investigadores de la Universidad de Osaka han desarrollado un robot biomimético «miriápodo» que aprovecha la inestabilidad natural que puede transformar el caminar erguido en un movimiento curvilíneo. En un estudio publicado recientemente en robots blandos, Investigadores de la Universidad de Osaka describen su robot, que tiene seis partes (con dos patas unidas a cada parte) y articulaciones flexibles. Con un tornillo ajustable, la flexibilidad de los acoplamientos se puede ajustar mediante motores durante el movimiento de marcha. Los investigadores demostraron que el aumento de la flexibilidad de las articulaciones condujo a una condición llamada «bifurcación en horca», en la que caminar erguido se vuelve inestable. En cambio, el robot cambia a caminar en un patrón curvilíneo, ya sea hacia la derecha o hacia la izquierda. Por lo general, los ingenieros intentan evitar la creación de inestabilidad. Sin embargo, su uso regulado puede permitir una maniobrabilidad eficiente. «La capacidad de algunos insectos muy ágiles que les permite controlar la inestabilidad dinámica en su movimiento para desencadenar cambios rápidos en la locomoción nos inspiró», dice Shinya Aoi, autor del estudio. Dado que este enfoque no dirige directamente el movimiento del eje del cuerpo, sino que controla la flexibilidad, puede reducir significativamente la complejidad computacional y los requisitos de energía.

El equipo probó la capacidad del robot para llegar a lugares específicos y descubrió que podía navegar tomando caminos curvos hacia los objetivos. «Podemos esperar aplicaciones en una variedad de escenarios, como búsqueda y rescate, operar en entornos peligrosos o explorar otros planetas», dice Mao Adachi, otro autor del estudio. Las versiones futuras pueden incluir chips adicionales y mecanismos de control.

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El artículo, «Movimiento eficiente y eficiente de un robot miriápodo con flexibilidad de eje de cuerpo variable a través de inestabilidad y bifurcación», se publicó en robots blandos En el DOI: https://doi.org/10.1089/soro.2022.0177