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GIF Dan Saelinger<\/p><\/div>\n

Los robots han caminado sobre piernas durante d\u00e9cadas. Los robots humanoides m\u00e1s avanzados de la actualidad pueden pisar sobre superficies planas e inclinadas, subir y bajar escaleras y avanzar por terrenos dif\u00edciles. Algunos incluso pueden saltar. Pero a pesar del progreso, los robots con piernas a\u00fan no pueden comenzar a igualar la agilidad, eficiencia y fuerza de los humanos y animales.<\/p>\n

Los robots caminantes existentes consumen mucha energ\u00eda y pasan demasiado tiempo en el taller. Con demasiada frecuencia fallan, caen y se rompen. Para que los ayudantes rob\u00f3ticos con los que hace tiempo so\u00f1amos se conviertan en realidad, estas m\u00e1quinas tendr\u00e1n que aprender a caminar como nosotros.<\/p>\n

Debemos construir robots con piernas porque nuestro mundo est\u00e1 dise\u00f1ado para piernas. Pasamos por espacios estrechos, nos movemos sobre obst\u00e1culos, subimos y bajamos escalones. Los robots con ruedas u orugas no pueden moverse f\u00e1cilmente por los espacios que hemos optimizado para nuestros propios cuerpos.<\/p>\n

De hecho, muchos humanoides tienen piernas similares a las nuestras, con caderas, rodillas, tobillos y pies. Pero las similitudes por lo general terminan ah\u00ed: si se comparan, por ejemplo, las fuerzas que estos robots ejercen en el suelo con las que ejerce un humano, se descubre que a menudo son bastante diferentes. La mayor\u00eda de los humanoides, descendientes de los primeros brazos rob\u00f3ticos industriales, controlan sus extremidades para seguir trayectorias espec\u00edficas de la forma m\u00e1s precisa y r\u00edgida posible. Sin embargo, la locomoci\u00f3n con piernas no requiere tanto control de posici\u00f3n como control de fuerza, con mucha flexibilidad y elasticidad, conocidas en rob\u00f3tica como flexibilidad, como para permitir contactos inesperados.<\/p>\n

Varios grupos de investigaci\u00f3n han estado tratando de construir robots que sean menos r\u00edgidos y que puedan moverse de una manera m\u00e1s din\u00e1mica y humana. Tal vez el robot m\u00e1s famoso sea Atlas, de Boston Dynamics, un humanoide que puede correr en terrenos duros y blandos, saltar sobre troncos ca\u00eddos e incluso retroceder. Pero nuevamente, cuando comparamos el movimiento de incluso los robots m\u00e1s sofisticados con lo que pueden lograr los animales, las m\u00e1quinas se quedan cortas.<\/p>\n

\u00bfQu\u00e9 nos falta? La tecnolog\u00eda no es el mayor obst\u00e1culo: los motores son lo suficientemente poderosos, los materiales son lo suficientemente fuertes, y las computadoras son lo suficientemente r\u00e1pidas. M\u00e1s bien, el factor limitante parece ser nuestra comprensi\u00f3n b\u00e1sica de c\u00f3mo funciona la locomoci\u00f3n sobre patas.<\/p>\n

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Fotos: Dan Saelinger. Droides de la vida real: Agility Robotics dise\u00f1\u00f3 sus robots con piernas Cassie [izquierda] y Digit para moverse de una manera m\u00e1s din\u00e1mica que los robots normales.<\/p><\/div>\n

En el Dynamic Robotics Laboratory<\/a> de la Universidad del Estado de Oregon, el autor dirige un grupo de investigadores que buscan identificar los principios subyacentes de la locomoci\u00f3n de las piernas y aplique sus descubrimientos a los robots<\/a>. Tambi\u00e9n es el cofundador y director de tecnolog\u00eda de Agility Robotics<\/a>, una empresa con sede en Albany, Oreg\u00f3n, que est\u00e1 explorando los usos comerciales de la rob\u00f3tica con movilidad sobre piernas.<\/p>\n

En 2017, presentaron Cassie<\/a>, una plataforma b\u00edpeda que han vendido a varios grupos de investigaci\u00f3n. Pronto tendr\u00e1n un nuevo robot listo para salir al mundo: Digit, que tiene patas similares a las de Cassie, pero tambi\u00e9n cuenta con sensores de percepci\u00f3n y un par de brazos que utilizar\u00e1 para la estabilidad y, en el futuro, la manipulaci\u00f3n.<\/p>\n

Tanto por medio del laboratorio como de la compa\u00f1\u00eda, est\u00e1n trabajando para lograr un futuro en el que los robots puedan ir a cualquier lugar donde vaya la gente. Se cree que los robots con piernas din\u00e1micas alg\u00fan d\u00eda ayudar\u00e1n a cuidar de las personas mayores y enfermas en sus hogares, ayudar\u00e1n en los esfuerzos de salvamento en incendios y terremotos, y entregar\u00e1n paquetes en las puertas de las casas.<\/p>\n

Las piernas rob\u00f3ticas tambi\u00e9n permitir\u00e1n exoesqueletos y extremidades prot\u00e9sicas motorizadas para dar m\u00e1s movilidad a las personas con discapacidades. Finalmente traer\u00e1n los robots imaginados en la ciencia ficci\u00f3n a nuestras vidas diarias.<\/p>\n

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Algunas aves corren mejor de lo que pueden volar, si es que pueden volar. Avestruces, pavos, gallinas y codornices no pueden volar como un halc\u00f3n, pero son r\u00e1pidas con sus patas. En colaboraci\u00f3n con Monica Daley del Royal Veterinary College<\/a> de la Universidad de Londres, el autor y sus colegas han pasado innumerables horas observando a las aves caminando y corriendo en el laboratorio. Quieren entender c\u00f3mo es que estos animales se mueven de manera tan \u00e1gil y eficiente, \u00a1la mayor\u00eda de estas m\u00e1quinas emplumadas son impulsadas solo por semillas!<\/p>\n

En un experimento, una gallina de Guinea corre por una pista cuando y pisa un hoyo oculto por una hoja de papel de seda. El ave no sab\u00eda que iba a meterse en un bache a media pierna de profundidad; sin embargo, el animal no pierde un paso, su pierna se estira para ajustarse a la ca\u00edda a medida que pasa el obst\u00e1culo. Lo que sucede aqu\u00ed es bastante notable: el cerebro del ave no tiene que sentir ni reaccionar ante la perturbaci\u00f3n porque sus patas pueden manejarse por s\u00ed mismas.<\/p>\n

Esto ofrece una visi\u00f3n importante para los dise\u00f1adores de robots: si primero construyes tu robot y luego intentas programarlo para que sea \u00e1gil, es probable que est\u00e9s condenado a fallar. Al igual que con las aves de Guinea, la agilidad de un robot se derivar\u00e1 en gran parte de las propiedades mec\u00e1nicas inherentes de su cuerpo, o lo que los robotistas llaman din\u00e1mica pasiva. Y esto se ha descuidado en la mayor\u00eda de los proyectos de robots con patas. Al dise\u00f1ar cuidadosamente la din\u00e1mica pasiva de un robot en paralelo con el control de software como un sistema integrado se aumentan las posibilidades de crear un robot que se aproxime al rendimiento de un animal.<\/p>\n

Ahora, vale la pena se\u00f1alar que, aunque uno se inspire en los animales, no replican la forma del pie de un p\u00e1jaro o la disposici\u00f3n de m\u00fasculos y huesos en una pierna humana. En su lugar, se desea capturar la f\u00edsica de la locomoci\u00f3n animal y extraer de ella un modelo matem\u00e1tico que se pueda entender, probar en simulaciones por computadora y luego implementarlo en robots reales. Debido a que est\u00e1n utilizando metal y componentes electr\u00f3nicos en lugar de huesos y cerebros para construir estos robots, pueden parecer muy diferentes de un animal y al mismo tiempo tener la misma f\u00edsica.
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