La mayoría de los animales se limitan a caminar, volar o nadar, con un puñado de especies afortunadas cuya fisiología les permite unir virtudes. Un nuevo robot se inspiró en ellos y puede volar como un pájaro tan bien como puede caminar como una persona (extrañamente incómoda, metálica, diminuta). También resulta ser capaz de andar en patineta y slackline, dos habilidades que la mayoría de los humanos nunca aprenderán.
Descrito en un artículo publicado esta semana en Science Robotics , el nombre del robot es Leo, que es la abreviatura de Leonardo, que es la abreviatura de LEgs ONboARD drOne. El nombre hace que suene como un dron con piernas, pero tiene una forma un tanto humanoide, con patas de articulaciones múltiples, propulsores de hélice que parecen brazos, un “cuerpo” que contiene sus motores y componentes electrónicos, y un casco de protección en forma de cúpula. .
Leo fue construido por un equipo de Caltech, y estaban particularmente interesados en cómo el robot haría la transición entre caminar y volar. El equipo señala que estudiaron la forma en que las aves usan sus patas para generar empuje cuando despegan y aplicaron principios similares al robot. En un video que muestra a Leo acercándose a una escalera, despegando y deslizándose sobre las escaleras para aterrizar cerca del fondo, los movimientos del robot son perfectamente elegantes.
“Existe una similitud entre cómo un humano que usa un traje de chorro controla sus piernas y pies al aterrizar o despegar y cómo LEO usa el control sincronizado de los propulsores distribuidos basados en hélices y las articulaciones de las piernas”, dijo Soon-Jo Chung, uno de los autores del artículo. autores un profesor en Caltech. “Queríamos estudiar la interfaz de caminar y volar desde el punto de vista de la dinámica y el control”.
Leo camina a una velocidad de 20 centímetros (7,87 pulgadas) por segundo, pero puede moverse más rápido mezclando algo de vuelo con el caminar. Cuán anchos son nuestros pasos, dónde colocamos nuestros pies y dónde están nuestros torsos en relación con nuestras piernas, todos nos ayudan a mantener el equilibrio cuando caminamos. El robot usa sus hélices para ayudarlo a equilibrarse, mientras que los actuadores de sus patas lo mueven hacia adelante.
Para enseñarle al robot a flotar, que es mucho más difícil que caminar sobre una barra de equilibrio, el equipo anuló los sensores de contacto de sus pies con un contacto de pie virtual fijo centrado justo debajo de él, porque los sensores no pudieron detectar la línea. Las hélices también jugaron un papel importante, ayudando a mantener a Leo erguido y equilibrado.
Para que el robot montara una patineta, el equipo dividió el proceso en dos componentes distintos: controlar el ángulo de dirección y controlar la aceleración y desaceleración de la patineta. Colocar las piernas de Leo en puntos específicos de la tabla hizo que se inclinara para permitir la dirección, y la aceleración hacia adelante se logró moviendo el centro de masa del robot hacia atrás mientras se inclinaba el cuerpo hacia adelante al mismo tiempo.
Entonces, además de ser genial (y un poco espeluznante), ¿cuál es el objetivo de desarrollar un robot como Leo? Los autores del artículo ven que robots como Leo permiten una variedad de misiones robóticas que no podrían llevarse a cabo por robots terrestres o aéreos.
“Quizás las aplicaciones más adecuadas para Leo serían las que implican interacciones físicas con estructuras a gran altitud, que suelen ser peligrosas para los trabajadores humanos y requieren una sustitución por trabajadores robóticos”, dijeron los autores del artículo . Los ejemplos podrían incluir inspección de líneas de alto voltaje, pintar puentes altos u otras superficies altas, inspeccionar techos de edificios o tuberías de refinerías de petróleo, o aterrizar equipos sensibles en un objeto extraterrestre.
El siguiente paso para Leo es una mejora de su rendimiento a través de un diseño de pata más rígido, que ayudará a soportar el peso del robot y aumentará la fuerza de empuje de sus hélices. El equipo también quiere hacer que Leo sea más autónomo y planea agregar un algoritmo de control de aterrizaje de drones a su software, con el objetivo en última instancia de que el robot pueda decidir dónde y cuándo caminar en lugar de volar.
Leo no ha logrado el factor sorpresa de los robots bailarines de Boston Dynamics (o su Atlas que puede hacer parkour), pero está en camino.
Crédito de la imagen: Caltech Center for Autonomous Systems and Technologies / Science Robotics