Tecnologías

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Robots de exploración ágiles

En un proyecto de investigación para el Ejército de Estados Unidos, investigadores de la Universidad de California en Berkeley han desarrollado un robot ágil, llamado Salto, que parece un andador imperial de la Guerra de las Galaxias en miniatura y que puede ser útil para operaciones de exploración y búsqueda y salvamento.

Robots como este podrían algún día usarse para salvar vidas tanto de combatientes como de civiles, dijeron los investigadores.

Salto, que significa locomoción a base de saltos (como un saltamontes) sobre obstáculos en el terreno, tiene un sofisticado sistema de control que le permite dominar tareas cada vez más complejas, como rebotar en el lugar, navegar por una pista de obstáculos o seguir a un objetivo en movimiento, todo ello controlado por un mando a distancia.

En 2016, el equipo de investigación demostró cómo Salto podía dar un salto y luego saltar inmediatamente más alto rebotando en una pared, convirtiéndose en el robot más ágil verticalmente del mundo, saltando más de tres veces su altura.

Con sus nuevas capacidades, los investigadores esperan que Salto impulse el desarrollo de pequeños y ágiles robots que podrían saltar entre los escombros para ayudar en la búsqueda y rescate y otros cometidos militares.

“El entorno físico en el que opera el Ejército es muy irregular, está desordenado y cambia constantemente”, dijo el Dr. Samuel Stanton, director del programa de la Oficina de Investigación del Ejército. “La ciencia que subyace a los avances es crítica para lograr la movilidad deseada, la velocidad de acción y la generación de conciencia de la situación necesaria para las futuras operaciones del Ejército.”

El equipo de investigación describió las nuevas habilidades del robot en la Conferencia Internacional de Robótica y Automatización 2019, celebrada en Montreal el 21 de mayo.

“Los robots pequeños son realmente buenos para muchas cosas, como correr por lugares donde los robots más grandes o los humanos no caben. Por ejemplo, en un escenario de desastre, donde la gente podría quedar atrapada bajo los escombros, los robots podrían ser realmente útiles para encontrar a la gente de una manera que no sea peligrosa para los rescatadores, e incluso podrían ser más rápidos de lo que estos serían por sí solos”, dijo Justin Yim, estudiante de posgrado en robótica de la Universidad de California, Berkeley. “Queríamos que Salto no sólo fuera pequeño, sino también capaz de saltar muy alto y muy rápido para que pudiera navegar por estos lugares difíciles”.

Yim trabaja con Ronald Fearing, un profesor de ingeniería eléctrica e informática de la Universidad de California en Berkeley, cuyo Biomimetic Millisystems Lab explora cómo se puede aplicar la mecánica del movimiento animal para crear robots más ágiles.

El laboratorio de Fearing es conocido por construir robots inspirados en insectos que pueden arrastrarse con seguridad a través de superficies difíciles que son demasiado lisas o ásperas para que un robot con ruedas pueda navegar.

La pierna única y poderosa de Salto está modelada a partir de las del galago, un pequeño primate de Senegal. Los pequeños músculos y tendones de los primates que viven en los árboles almacenan energía de una manera que le da a la ágil criatura la habilidad de enlazar múltiples saltos en cuestión de segundos. Al enlazar una serie de saltos rápidos, Salto también puede navegar por terrenos complejos -como una pila de escombros- que podrían ser imposibles de cruzar sin saltar o volar.

“A diferencia de un saltamontes o un grillo que se encorva y da un salto, éste es un mecanismo que puede saltar, saltar, saltar, saltar, saltar”, dijo Fearing. “Esto permite a nuestro robot saltar de un lugar a otro, lo que le da la capacidad de aterrizar temporalmente en superficies en las que tal vez no podamos posarnos”.

Yim también ha equipado a Salto con nueva tecnología que le permite sentir su propio cuerpo, diciéndole qué ángulo está apuntando y la curva de su pierna. Sin estas habilidades, Salto habría sido confinado a una habitación en uno de los edificios de ingeniería de Berkeley, donde las cámaras de captura de movimiento rastrean su ángulo y posición exactos y transmiten esos datos de vuelta a una computadora, lo que rápidamente hace que los números le digan a Salto cómo inclinarse para su próximo salto.

Ahora que Salto tiene un sentido de sí mismo y de su propio movimiento, el robot puede hacer estos cálculos por sí mismo, lo que le permite a Yim llevar el robot afuera y usar un joystick y un radiocontrol para decirle adónde ir.

“Al entender la forma en que estas dinámicas funcionan para Salto, con su masa y tamaño, podemos proyectar el mismo tipo de entendimiento a otros sistemas, y podremos construir otros robots que sean más grandes o más pequeños, o que tengan formas o pesos diferentes”, dijo Yim.

En el futuro, Fearing espera seguir explorando las posibilidades de los robots de que saltan.

“Esta inversión del Ejército extiende el estado actual de la técnica para la movilidad de pequeños robots de tierra más allá de lo que es actualmente capaz a través de la locomoción tradicional con ruedas y orugas que están severamente limitadas en terrenos tridimensionales complejos”, dijo el Dr. Brett Piekarski, de la Dirección de Tecnología de Vehículos de la ARL.

“Estos avances informarán y guiarán a nuestros investigadores del Laboratorio de Investigación del Ejército, a medida que continúen desarrollando soluciones innovadoras para la actuación y movilidad robótica y permitirán a los robots ágiles que pueden ir a cualquier lugar donde un soldado pueda y más allá. Esta investigación nos acerca un paso más a proveer a nuestros combatientes con sistemas efectivos no tripulados que puedan ser desplegados en el campo”.

Fte. Robo Daily

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