Un nuevo y fascinante "guepardo" robótico puede que pronto supere a sus homólogos de carne y hueso en la eficiencia al correr. En las pruebas en una cinta móvil, los investigadores han comprobado que el robot, aproximadamente del tamaño y peso de un guepardo real, gasta muy poca energía mientras trota. En pruebas futuras, cuando el robot sea capaz de galopar, se espera que esa eficiencia se mantenga.La clave para el éxito reside en los motores eléctricos livianos instalados en los hombros del robot, que producen un valor alto de torque con muy poco desperdicio de energía en forma de calor residual. Además, los motores se pueden programar para que ajusten rápidamente la rigidez de las patas del robot y la tasa de la amortiguación (o "acolchamiento") en respuesta a fuerzas externas, como por ejemplo un empujón o un cambio en el terreno.
Lograr la eficiencia energética en los robots con patas ha resultado ser un desafío sumamente difícil. Los robots como el Big Dog, de la conocida empresa de robótica Boston Dynamics, llevan pesados motores de gasolina y transmisiones hidráulicas, mientras otros robots energizados eléctricamente requieren de grandes conjuntos de baterías, engranajes, sensores de fuerza y muelles para coordinar las articulaciones en las patas. Toda esta pesada maquinaria puede producir un gasto de energía significativo, particularmente cuando las patas de un robot necesitan entrar en contacto muy a menudo con el suelo para trotar o galopar.
Al enviar un robot a buscar personas atrapadas entre los escombros de una catástrofe o a realizar otras tareas de emergencia, como en el desastre de Fukushima Daiichi en Japón, lo ideal es que el robot sea autónomo y que pueda avanzar sobre superficies escarpadas, que por desgracia son poco aptas para los robots con ruedas. Si un robot con patas pudiera pasar al menos dos horas corriendo a una velocidad comparable a la de animales como el guepardo, no sólo andando como hacen los robots con patas típicos de hoy en día, podría inspeccionar un terreno mucho más amplio. Pero una de las razones por la que los robotistas han venido considerando imposible fabricar un robot con locomoción energizada por electricidad y que haga las cosas descritas es porque las eficiencias de los diversos diseñados probados han sido desalentadoramente pobres.
El robotista Sangbae Kim. (Foto: M. Scott Brauer)
A fin de averiguar cómo se podría mejorar de modo significativo la eficiencia energética de los robots eléctricos con patas al correr, el equipo del robotista Sangbae Kim, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Estados Unidos, comenzó por determinar cuáles son las principales vías de desperdicio energético en robots que corren. Una vez identificadas, el grupo escogió principios de diseño para minimizar ese gasto inútil de energía. Y siguiendo esos principios, fabricó al robot guepardo. Las innovaciones que éste posee son numerosas. Por ejemplo, necesita menos engranajes, y se han usado en él tiras de kevlar (el material de los chalecos antibala) para conectar secciones de las patas del robot, emulando la estructura de los tendones a lo largo de un hueso. Los robotistas también construyeron una espina dorsal flexible, hecha de anillos especiales de poliuretano, entre piezas que cumplen la función de vértebras.
Para probar la eficiencia del robot, los investigadores lo hicieron trotar despacio sobre una cinta móvil, a una velocidad constante de 8 kilómetros por hora (5 millas por hora). Hicieron mediciones de la batería, así como de cada motor. Calcularon la eficiencia de la locomoción del robot, también conocida como el costo de transporte, y han constatado que es más eficaz que otros robots que son rivales suyos, como por ejemplo el Big Dog y el robot androide ASIMO, de Honda.
Actualmente, el equipo de robotistas está ensamblando un conjunto de nuevos motores, diseñado por Jeffrey Lang, del MIT. Kim espera que una vez que el grupo equipe al robot guepardo con los motores mejorados, podrá galopar a velocidades de hasta unos 60 kilómetros por hora (unas 35 millas por hora).
Además de Kim y Lang, en el trabajo de investigación y desarrollo también participan Sangok Seok, Albert Wang, Meng Yee Chuah y David Otten, todos del MIT
