Cuando los vertebrados corren, sus piernas exhiben un contacto mínimo con el suelo. Pero los insectos son diferentes. Estas criaturas de seis patas corren más rápido con un paso de tres patas o "trípode" donde tienen tres patas en el suelo en todo momento -- dos en un lado de su cuerpo y uno en el otro. El paso del trípode ha inspirado durante mucho tiempo a los ingenieros que diseñan robots de seis patas, pero ¿es necesariamente la forma más rápida y eficiente para que los robots bioinspirados se muevan por el suelo?
Investigadores de EPFL y UNIL revelaron que, de hecho, existe una forma más rápida para que los robots se muevan en terreno plano, siempre que no tengan las almohadillas adhesivas que usan los insectos para trepar paredes y techos. Esto sugiere diseñadores de robots inspirados en insectosdebería romper con el paradigma de la marcha en trípode y, en su lugar, considerar otras posibilidades, incluida una nueva estrategia locomotora denominada marcha "bípode". Los hallazgos de los investigadores se publican en Comunicaciones de la naturaleza .
Los científicos llevaron a cabo una serie de simulaciones por computadora, pruebas en robots y experimentos con Drosophila melanogaster, el insecto más comúnmente estudiado en biología. "Queríamos determinar por qué los insectos usan un trípode e identificar si es, de hecho, ella forma más rápida para que los animales de seis patas y los robots caminen ", dijo Pavan Ramdya, codirector y autor correspondiente del estudio.
Para probar las diversas combinaciones, los investigadores utilizaron un algoritmo de tipo evolutivo para optimizar la velocidad al caminar de un modelo de insecto simulado basado en Drosophila. Paso a paso, este algoritmo examinó muchas formas de andar diferentes, eliminando las más lentas y preseleccionadas.el más rápido.
almohadillas adhesivas
Los hallazgos arrojan nueva luz sobre los problemas tanto para los biólogos como para los ingenieros en robótica. Los investigadores encontraron que el andar común del trípode de insectos surgió cuando optimizaron su modelo de insecto para escalar superficies verticales con adherencia en las puntas de sus patas. Por el contrario, las simulacionesde caminar sobre el suelo sin la adherencia de las patas de los insectos reveló que los bípodes, en los que solo hay dos patas en el suelo en un momento dado, son más rápidos y eficientes, aunque en la naturaleza ningún insecto camina de esta manera ".la idea de que los insectos usan un trípode para caminar de manera más efectiva sobre superficies en tres dimensiones, y porque sus patas tienen propiedades adhesivas. Esto confirma una hipótesis biológica de larga data ", dijo Ramdya." Por lo tanto, los robots terrestres deberían liberarse de solo usar elpaso de trípode. "
botas de polímero
Los investigadores luego construyeron un robot de seis patas capaz de emplear la marcha en trípode o bípode. Se demostró una vez más que la marcha en bípode era más rápida, lo que corrobora los resultados de los algoritmos de simulación.
Finalmente, los experimentadores examinaron insectos reales. Para ver si la adhesión de las patas también podría desempeñar un papel en la coordinación de la marcha de las moscas reales, colocaron gotas de polímero en las patas de las moscas para cubrir sus garras y almohadillas adhesivas, como si las moscasusaban botas, y vieron lo que sucedía. Las moscas rápidamente comenzaron a usar una coordinación de piernas similar a la de un bípode, similar a la descubierta en la simulación. "Este resultado muestra que, a diferencia de la mayoría de los robots, los animales pueden adaptarse para encontrar nuevas formas de caminar bajonuevas circunstancias ", dijo Robin Thandiackal, coautor principal del estudio." Existe un diálogo natural entre la robótica y la biología: muchos diseñadores de robots se inspiran en la naturaleza y los biólogos pueden usar robots para comprender mejor el comportamiento de las especies animales.Creemos que nuestro trabajo representa una importante contribución al estudio de la locomoción animal y robótica ".
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Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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