Las patas robóticas que imitan a las aves no voladoras como los emús y usan solo dos motores por pata pueden funcionar de manera más eficiente que los dispositivos más complejos

tecnología


16 de marzo de 2022

Las patas robóticas con un diseño poco convencional inspirado en emús pueden funcionar un 300 por ciento más eficientemente que el mismo dispositivo si se construyera de forma tradicional. La tecnología podría usarse en prótesis y exoesqueletos, dicen los inventores.

Alexander Badri-Spröwitz del Instituto Max Planck para Sistemas Inteligentes en Stuttgart, Alemania, y sus colegas han eliminado el enfoque habitual según el cual cada articulación en una extremidad robótica tiene un actuador para abrirla y otra para contraerla. En cambio, su BirdBot usa solo dos motores en cada pata impresa en 3D y largos tendones artificiales que cubren más de una articulación, imitando la anatomía de ciertas aves que han perdido la capacidad de volar y en cambio han evolucionado para caminar eficientemente por el suelo.

“Solo usamos dos actuadores, uno para mover la pata hacia adelante y hacia atrás y otro para levantarla. Solo lo esencial”, dice Badri-Spröwitz. «Por lo general, en robótica, desea aumentar la eficiencia en aproximadamente un 10 por ciento, pero estamos viendo un aumento del 300 por ciento».

Los motores tiran de los tendones. La energía se almacena en un resorte durante la compresión y se libera cuando cada pie toca el suelo para ayudar a impulsar el robot.

La omisión de muchos actuadores, sensores y componentes electrónicos del sistema hace que el robot sea más ligero y económico de fabricar. También puede mantenerse en pie sin electricidad.

Cuando se probó en una cinta de correr, el BirdBot alcanzó una velocidad de 75 centímetros por segundo. En la actualidad, se requieren guías para que el robot camine derecho y derecho, pero el enfoque de la investigación se centró en la eficiencia, no en el equilibrio, dice Badri-Spröwitz.

La mecánica de las piernas del BirdBot es impermeable automáticamente;  Todos los motores están en el maletero del robot, lejos de sus pies.  Aquí, la mecánica que genera la torsión articular, las fuerzas de los tendones y el contacto con el suelo son herméticas.  En teoría, BirdBot podría caminar a través del agua (posible trabajo futuro).

BirdBot de pie en un estanque

DLG MPI-IS y UC Irvine

Shival Dubey, de la Universidad de Leeds en el Reino Unido, dice que el diseño es más eficiente que los dispositivos más complejos, pero también puede ser menos adaptable cuando se trata de transportar cargas de diferentes pesos.

“Con los robots de patas tradicionales, usamos actuadores en cada articulación para mover esa articulación en particular. En comparación, consumen menos energía y menos componentes electrónicos”, dice. «Hicieron un buen trabajo demostrando o replicando el movimiento del ave, pero otras tareas aún necesitan un mayor refinamiento».

Referencia de la revista: Robótica CientíficaDOI: 10.1126/scirobotics.abg4055

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