Diseñan robots capaces de moverse como serpientes del desierto

Los investigadores implementan el sidewinding en robots para que repten sobre la arena sin hundirse. / Nico Zevallos y Chaochui Gong

Los investigadores implementan el sidewinding en robots para que repten sobre la arena sin hundirse. / Nico Zevallos y Chaochui Gong

Mediante la observación de las cobras que viven en el desierto, un grupo de investigadores ha conseguido entender cómo son capaces de ascender por terrenos arenosos tan inestables e inclinados sin hundirse. Esta técnica, conocida como sidewinding, se ha incorporado a robots que ya son capaces de emular el movimiento de los reptiles.

Los seres vivos sin extremidades, como las serpientes, son capaces de atravesar cualquier terreno. En particular, las serpientes cascabel pueden escalar las superficies inestables e inclinadas del desierto. Hasta ahora esta habilidad, conocida como sidewinding, no se había implementado en robots.

Varios experimentos, realizados por un grupo de investigadores de la Universidad de Georgia, en colaboración con la Universidad de Carnegie Mellon y el Zoo de Atlanta –y publicados esta semana en la revista Science revelan cómo funciona el mecanismo de estas serpientes ‘todoterreno’ consiguiendo, simultáneamente, que los robots imiten el movimiento.

“A través de la observación  pudimos, a la vez, entender al animal y mejorar al robot”

“Al principio, pensamos en usar el robot como un modelo físico para que aprendiera de las serpientes”, explica Daniel Goldman, profesor del Colegio Tecnológico de Física de Georgia (EE UU). “A través del estudio simultáneo de los dos, registramos importantes principios generales que nos permitieron entender al animal y mejorar al robot”.

Según estas observaciones, los científicos encontraron que las serpientes, en contacto con una superficie inclinada e inestable –como son las elevaciones de arena– aumentaban la longitud de su cuerpo, y según la inclinación de la superficie, lo hacían en mayor o menor medida.

“La serpiente levanta algunos segmentos del cuerpo mientras mantiene otros en el suelo, y a medida que la pendiente se inclina más, su cuerpo se aplana”, dice Howie Choset, profesor de robótica de la Universidad Carnegie Mellon.

Sin despegarse del suelo

Para determinar los patrones de movimiento, el equipo investigó al robot y las serpientes en un recinto circular de arena. En esta superficie, construida en el zoo de Atlanta, colocaron a seis tipos de serpientes que emplean este movimiento para observar cómo escalaban los montículos de arena en diferentes inclinaciones. Calcularon hasta qué punto penetraban la arena, cuántos puntos de contacto se establecían entre el cuerpo y la superficie, y de qué manera cambiaba este comportamiento en función del tipo de pendiente.

A medida que la pendiente se inclina, el cuerpo de las serpientes se aplana

Los investigadores se dieron cuenta de que las serpientes no se escurrían pese a la inclinación, sino que ese movimiento hacía que consiguieran avanzar. A medida que la inclinación era más pronunciada, las serpientes aumentaban la longitud de su cuerpo.

Seguidamente, los investigadores reconstruyeron el movimiento en el robot, que emuló con éxito la capacidad de las serpientes.

Esta perspectiva, que pone de relieve cómo los científicos encuentran en la naturaleza principios biológicos que instalar a robots, consigue desarrollar, gracias a esto, nuevas capacidades: mayor velocidad, mejor deslizamiento y vuelo, entre otras.

Referencia bibliográfica: 

Hamidreza Marvi et al., “Sidewinding with minimal slip: snake and robot ascent of sandy slopes,” Science 2014.

Fuente: SINC

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