Lunes, 22 abril 2013
Robótica

La forma más eficiente para las patas de un robot que deba moverse sobre arena

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Hay toda una ciencia en cómo los animales con patas y los robots que también las poseen se mueven sobre superficies granulares complejas como la arena. Idear ecuaciones idóneas para describir y predecir este tipo de movimiento, un caso que, hasta cierto punto, ya se ha dado en lo referente a predecir el movimiento de animales y vehículos a través del aire o del agua, podría ayudar a los diseñadores en su tarea de perfeccionar robots con patas que deban operar en entornos complejos para efectuar labores de búsqueda y rescate, misiones de exploración espacial u otras tareas.

Los robots como los enviados a Marte han dependido de las ruedas para desplazarse por terrenos complejos como la arena y los suelos rocosos. Los robots diseñados para misiones autónomas de búsqueda y rescate también dependen de las ruedas. Sin embargo, cuando los vehículos son demasiado pequeños para comportarse como meras copias a escala de sus hermanos mayores, los diseñadores pueden necesitar examinar medios alternativos de locomoción.

Las técnicas existentes para describir la locomoción de un vehículo con patas encima de una superficie sólida son complejas y no pueden tener en cuenta el efecto de las patas hundiéndose en una superficie granular, y sus consecuencias exactas.

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A fin de avanzar en esta área de la física y la ingeniería, Daniel Goldman, Chen Li y Tingnan Zhang, del Instituto Tecnológico de Georgia (Georgia Tech), en la ciudad de Atlanta, Estados Unidos, analizaron el movimiento de un pequeño robot con patas cuando se desplazaba sobre un medio granular. Usando una impresora 3-D, crearon patas con muy diversas formas y las usaron para estudiar cómo las diferentes configuraciones afectaban a la velocidad del robot a lo largo de un terreno de pruebas. Luego midieron los efectos de las leyes de las fuerzas granulares en experimentos, para predecir las fuerzas que actuarían en las patas en cada caso, y confeccionaron una simulación para predecir el movimiento del robot.

Entre otras conclusiones, los investigadores han constatado que las patas convexas, con forma de letra C, trabajaban mejor que otros tipos de patas.

El robot experimental de seis patas tiene 13 centímetros de largo y pesa aproximadamente 150 gramos. En el futuro, podrían usarse robots de ese tamaño para misiones de búsqueda y rescate, o para explorar sitios desconocidos y potencialmente peligrosos como la superficie de Marte.

Los robots pequeños con patas diseñados sobre la base de los resultados de la nueva investigación, también podrían proporcionarles a los biólogos un conocimiento más profundo de cómo animales como el lagarto de las arenas pueden desplazarse con gran eficiencia sobre terrenos granulares.

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