Robots de seis patas, ventajas, desventajas y comparación con sus homólogos biológicos

Cuando los vertebrados corren, sus patas exhiben un mínimo contacto con el suelo. Pero los insectos son diferentes. Estas criaturas de seis patas corren usando una zancada de tres patas, de manera que siempre tienen tres de ellas en el suelo, dos en un lado del cuerpo y una en el otro. Esta forma de correr ha servido de inspiración a bastantes robotistas a la hora de diseñar robots de seis patas, pero ¿es esta necesariamente la forma más rápida y eficiente de moverse sobre el suelo para los robots bioinspirados?

Una nueva investigación, encabezada por Robin Thandiackal, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, ha explorado esta cuestión en robots de seis patas.

El equipo de Thandiackal y Pavan Ramdya llevó a cabo una serie de simulaciones informáticas, pruebas en robots y experimentos sobre la mosca Drosophila melanogaster (el insecto más habitualmente estudiado en biología). Estos científicos querían determinar por qué los insectos usan preferentemente las citadas zancadas e identificar si, efectivamente, es la forma más rápida de avanzar para los animales y los robots de seis patas.

Para ensayar las diversas combinaciones, los investigadores utilizaron un algoritmo de tipo evolutivo para optimizar la velocidad con la que se desplazaba un modelo de insecto simulado basado en la Drosophila. Poco a poco, este algoritmo examinó muchos tipos posibles de pasos diferentes, eliminando los que comportaban un avance más lento y listando los que permitían la mayor velocidad.

Los autores del nuevo estudio han descubierto, para los robots de seis patas que se mueven por el suelo, una clase de zancada más veloz y eficiente que la empleada tradicionalmente en robótica, y que nunca se ha observado en animales de seis patas. (Foto: EPFL/Alain Herzog)

Los resultados del estudio aportan datos nuevos y esclarecedores sobre preguntas pendientes de respuesta formuladas tanto por biólogos como por ingenieros robóticos. Los autores de la nueva investigación encontraron que la zancada de tres patas habitual de los insectos emergió cuando optimizaron su modelo de insecto para escalar superficies verticales gracias a la adherencia de las puntas de sus patas. En cambio, las simulaciones que mostraban un andar por el suelo sin la adherencia de las patas de los insectos, ponían de relieve que los pasos en los cuales solo dos patas se hallan sobre el suelo en cualquier instante, son más rápidos y más eficientes (aunque en la naturaleza ningún insecto corre o camina realmente de esta forma). Lo descubierto por el equipo de Thandiackal y Ramdya apoya la idea de que los insectos usan esas zancadas de tres patas para caminar de la forma más efectiva en terrenos con desniveles notables, y porque sus patas poseen propiedades adhesivas. Esto confirma una hipótesis biológica largamente mantenida.

En definitiva, los robots con patas diseñados para circular por suelos relativamente llanos deberían dejar de usar exclusivamente la zancada de tres patas.

Los investigadores construyeron un robot de seis patas capaz de avanzar mediante zancadas con dos o con tres patas. La zancada de dos patas demostró ser la más rápida, corroborando los resultados de los algoritmos de simulación.

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