FUTURO

Si quieres un robot imparable, ¡copia a las serpientes!

Un equipo de investigadores ha estudiado las serpientes del zoo de Atlanta para aprender un truco de movilidad que aplicarán a los robots. Las estrategias animales son la inspiración para los robots del futuro.

Prototipo de serpiente robótica de la Universidad Carnegie Mellon
Prototipo de serpiente robótica de la Universidad Carnegie Mellon Nico Zevallos and Chaohui Gong

La superficie de nuestro planeta es, en general, bastante irregular. La mayor parte del terreno continental está cubierta de tierra, vegetación o empinadas formaciones rocosas. Pero la mayoría de robots que diseñamos están pensados para desplazarse por superficies lisas y duras. 

Partiendo de este enfoque, el equipo de Hamidreza Marvi, del Georgia Tech (EEUU), se puso en busca de estrategias para diseñar robots todoterreno, capaces de atravesar superficies irregulares o de escalar pronunciadas pendientes. Y encontró su inspiración en las serpientes del zoo de Atlanta. Durante varias semanas, Marvi registró y estudió los movimientos de seis serpientes de cascabel del zoo mientras ascendían por montañas de arena de distintas inclinaciones.

El objetivo era diseñar un robot todoterreno.

Su interés estaba en conocer cómo se hundían en la arena y cuántos puntos de contacto tenían con la superficie, y si este comportamiento variaba a medida que la pendiente se iba haciendo más pronunciada. Este tipo de serpientes son conocidas por su desplazamiento lateral, que implica levantar determinados segmentos del cuerpo para desplazarse, pero los investigadores no tenían claro su funcionamiento.

Para su sorpresa, lo que descubrieron fue que las serpientes no se deslizaban por la arena cuando la pendiente aumentaba, sino aumentaban la longitud de la parte de su cuerpo en contacto con la arena (ver vídeo). Y cuando aplicaron este pequeño cambio en sus prototipos robóticos se dieron cuenta de que navegaban mucho mejor y salvaban las pendientes con menos dificultad.

El trabajo de Marvi, publicado esta semana en la revista Science, es una de las muchas aproximaciones que los ingenieros robóticos están haciendo en su búsqueda de soluciones inspiradas en la naturaleza. Pero, como recalcan en otro artículo de la misma revista, bajo el aparentemente simple desplazamiento de una serpiente que se desliza, un guepardo que corre o un pez que mueve sus aletas, hay un complejo sistema nervioso que ha evolucionado durante millones de años y no es tan fácil copiar.

Para salvar este 'pequeño' inconveniente los ingenieros optan, como siempre, por dividir el problema en partes. A la hora de reproducir el movimiento tratan primero de generar un movimiento periódico de los músculos o articulaciones del robot y generar después unas instrucciones que permitan interaccionar con las irregularidades del terreno. Bajo este enfoque se están diseñando prototipos que imitan a las salamandras, a los atunes e incluso a las moscas, y se han obtenido resultados que permiten incluso aprender más sobre la biomécánica de los animales gracias al proceso de aprender a imitarlo.

Pero el paso pendiente, recuerdan en Science, es conseguir que los robots sean tan versátiles y rápidos como los seres vivos. Y que nos sustituyan en escenarios de rescate en situaciones catastróficas o limpieza de lugares infectados por virus o por contaminación radiactiva, tareas  en las que todavía hoy hace falta arriesgar vidas humanas.  

Referencias: Sidewinding with minimal slip: Snake and robot ascent of sandy slopes| Biorobotics: Using robots to emulate and investigate agile locomotion(Science)


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