Robots caminan por terrenos fangosos y resbaladizos gracias a pies similares a los de un alce

Expertos en robótica de la Universidad Tecnológica de Tallin (TalTech) han desarrollado una nueva clase de pies de inspiración biológica que mejoran significativamente la movilidad de los robots en terrenos difíciles como el barro y la nieve húmeda.

Los hallazgos podrían ampliar las capacidades de los robots, permitiéndoles navegar en terrenos naturales complejos para realizar un monitoreo ambiental sensible, ayudar en la agricultura y participar en la respuesta a desastres.

La locomoción con patas de robot se ha estudiado durante décadas, y los robots con patas se están volviendo gradualmente más eficientes energéticamente y más versátiles.

Ajustar la forma en que caminan al terreno cambiante les permite navegar por terrenos con propiedades cambiantes, aunque algunos tipos de terreno natural aún no han sido conquistados.

“Los terrenos fangosos y resbaladizos son algunos de los más difíciles de atravesar para los robots y los animales, incluidos los humanos“, dice Maarja Kruusmaa, profesora de biorrobótica y líder del equipo.

“Esto significa que la mayoría de los robots no pueden acceder a una amplia gama de entornos terrestres de gran importancia, incluidos humedales, pantanos, marismas costeras, estuarios de ríos y campos, que son abundantes en la naturaleza“.

Simon Godon, doctorando en el Centro de Biorrobótica TalTech, combinó sus observaciones en la granja de ganado de sus padres en Berry, Francia, con sus conocimientos de ingeniería mecánica y biorrobótica, proponiendo pezuñas de alta tecnología para robots que ofrecen grandes ventajas, especialmente al caminar sobre barro.

Los experimentos físicos con patas de alce reales en condiciones de laboratorio han demostrado que realmente funcionan.

Al entrar y salir del barro, las pezuñas hendidas del alce se expanden y se encogen, aumentando y reduciendo así su área de contacto.

Sin embargo, la mayor ventaja no proviene del aumento de la superficie, sino de cómo las pezuñas hendidas rompen la fuerza de succión al ser extraídas del barro.

“Hemos descubierto que la pezuña del alce se comporta de forma similar a una ventosa, como si metiéramos la uña debajo de su superficie y rompiéramos la fuerza de succión“, explica Godon.

“El barro actúa de forma similar a un azulejo húmedo del baño, creando succión bajo las patas del animal, lo que dificulta sacar la pata. El movimiento de las pezuñas rompe esa tensión”.

Sin embargo, las pezuñas no solo hacen que el movimiento sea más rápido y más eficiente energéticamente, sino que también ayudan a evitar situaciones fatales en las que el animal se hunde demasiado, se queda atascado y muere.

Los investigadores diseñaron pies de silicona para el robot con patas, con la intención de reproducir el mismo comportamiento.

Las pruebas en superficies embarradas revelaron que la simple modificación de los pies del robot reduce el hundimiento del robot y la fuerza de succión a la mitad, mientras que el consumo de energía del robot se redujo hasta en un 70%.

Cabe destacar que los investigadores aún no han encontrado ninguna desventaja con los pies modificados del alce robótico.

“Creemos que, por el contrario, las pezuñas divididas pueden incluso tener ventajas en terrenos irregulares, lo que otorga al robot o al animal una estabilidad adicional”, afirma el profesor Kruusmaa.

“Por eso recomendamos que los robots mantengan las herraduras puestas en todo momento”.

Fuente: IOPScience