Un animal de cuatro patas que comienza a caminar y gradualmente gana velocidad, en algún momento automáticamente comenzará a trotar. Esto se debe a que se necesitaría más energía para no cambiar la forma de andar. Esta correlación fue descubierta hace 40 años. Ahora, Alin Albu-Schäffer, profesor titular de sistemas robóticos basados en sensores y sistemas de asistencia inteligentes en TUM, ha transferido con éxito este método a robots en movimiento.
Los expertos utilizan el término “dinámica intrínseca” para describir la forma en que los humanos y los animales se mueven energéticamente. Por ejemplo, ajustan la rigidez de sus músculos cuando caminan sobre una superficie más dura. Estas adaptaciones internas, que ocurren de forma automática, son difíciles de identificar en humanos y sistemas robóticos complejos.
La herramienta filtra los movimientos económicos extremos.
Pero una nueva herramienta desarrollada por un equipo dirigido por el Prof. Albu-Schäffer en TUM lo hace posible: “Por primera vez, hemos podido cuantificar estos movimientos intrínsecos y altamente eficientes. Hace posible realizar qué acciones un sistema Es especialmente económico.”
Un objeto de prueba clave en la investigación del equipo es BERT, un robot de cuatro patas que parece un perro pequeño. BERT fue diseñado por el profesor Albo Schaefer en el Centro Aeroespacial Alemán (DLR). La investigación, que se centra en la “locomoción con piernas eficiente y versátil”, está financiada por la UE a través de una subvención avanzada del ERC.
Los investigadores identificaron seis patrones de movimiento para BERT, que el profesor Albo Schaefer describe como extraordinariamente simples y que no requerirían energía en un mundo sin fricción. Algunos cuatro corresponden a pasos familiares, como caminar, trotar o saltar. “De este modo hemos confirmado la hipótesis de que se pueden lograr movimientos eficientes aprovechando los patrones de oscilación naturales”, explica el profesor Albo Schäfer, también del Instituto de Robótica e Inteligencia de Máquinas de Múnich (MIRMI).
Golpear oscilaciones naturales con sincronización precisa
Para realizar estos movimientos en un sistema natural con fricción, ahora se añade un regulador controlado por ordenador que proporciona un movimiento en el momento adecuado. “Se puede comparar con un niño sentado en un columpio en el patio de recreo y recibiendo energía en el punto más alto de su padre, que lo empuja”, explica Annika Schmidt, del equipo de investigación del profesor Albo Schäfer. Con una diferencia: “Los humanos no necesitan muchas ecuaciones en la cabeza para empujar, lo hacen de forma intuitiva”, dice el estudiante de doctorado, que enseñó al robot el ritmo correcto y pasó muchos años aprendiendo a hacerlo.
El éxito se demuestra en una carrera entre tres modelos BERT. El perro robot, programado con mecanismos de locomoción internos, tiende a saltar y moverse mucho más rápido y más dinámicamente que sus hermanos, que se basan en patrones de movimiento más tradicionales.
