Robot de seis patas desafía la eficiencia al andar de los insectos

^{Alain Herzog / EPFL}

Un equipo de investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana y de la Universidad de Lausana, en Suiza, descubrieron que los robots de seis “patas”, en vez de copiar la locomoción de los insectos, que es multidireccional, podrían caminar de manera más eficiente si reorganizaran sus extremidades solo para desplazarse de manera horizontal. El estudio fue publicado en Nature Communications. 

Para crear la locomoción en robots, los desarrolladores usualmente se inspiran en las soluciones ya disponibles en la naturaleza. Por ejemplo, los hexápodos (robots de seis patas) muchas veces copian el andar de los insectos, alternando tres patas en el piso y tres en el aire: dos de un lado del torso y una del otro costado. En este nuevo estudio, los investigadores buscaron comprender si existe una manera aún más óptima para el andar de los robots hexápodos, y, de paso, determinar cuáles los detalles en la locomoción de los insectos.

Para empezar, los autores probaron todas las variantes posibles en el andar de los insectos y los robots, creando modelos en un simulador. A partir de allí, el equipo descubrió que una marcha bípeda, en la que sólo dos extremidades queden en contacto con el suelo, sería más eficiente y rápida para los robots de seis patas en un terreno llano. Esto es debido a que, tal como sucede con los vertebrados, al no contar con patas adhesivas un menor contacto con la superficie incrementa la aceleración en el desplazamiento. "Nuestros hallazgos apoyan la idea de que la mayoría de insectos utilizan la marcha trípeda con eficacia en las superficies en tres dimensiones, porque sus patas tienen propiedades adhesivas", indicó Pavan Ramdya, uno de los directores del estudio.

Para comprobar sus propios cálculos, los investigadores tomaron un robot de seis patas y probaron la velocidad de su desplazamiento con dos locomociones diferentes. Resulta que, en promedio, el movimiento bípedo es un 25% más rápido sobre una superficie plana, si se compara con el de tres patas. 

^{La locomoción sobre tres patas (arriba) en una superficie horizontal es más lenta que en dos patas (abajo).
École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) / YouTube}

Los investigadores también hicieron una prueba del impacto que tiene la adhesividad en la locomoción de los insectos. Para ello, diseñaron unos “botines” de polímero que cubre las patas de las moscas. Los resultados mostraron que las moscas, bajo esta nueva condición, empiezan a adaptarse al cambio de adhesividad cuando están sobre una superficie plana y, en vez de utilizar la locomoción habitual, empiezan a colocar solo dos patas al mismo tiempo. Esto confirma los resultados obtenidos en el simulador: el adhesivo influye de manera directa sobre la eficiencia de la locomoción. 

En 2015, un grupo internacional de desarrolladores de Francia y los Estados Unidos realizó un experimento sobre la locomoción de los robots hexápodos. Las máquinas aprendieron a “cojear” para adaptarse a una posible avería en sus extremidades. Como resultado, después de perder el control sobre alguna de sus “patas”, el robot re-aprendió, bajo el método de ensayo y error, y en tan solo 40 segundos, a caminar con su nueva limitación y recuperar su velocidad inicial en un 96%

Nikolai Vorontsov
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