El diseño inspirado en el guepardo permite que el robot se mueva mejor

Desde lagartijas hasta canguros, muchos animales con cola poseen la agilidad que les permite girar o girar por sí mismos cuando resbala un pie. Los guepardos muestran una precisión y maniobrabilidad increíbles a altas velocidades, en parte debido a sus colas. Traducir este rendimiento a robots les permitiría navegar más fácilmente por terrenos naturales. Sin embargo, agregar una cola a un robot tiene desventajas como mayor peso, alta inercia y mayor costo de energía.

Los científicos del Laboratorio de Robomecánica de la Universidad Carnegie Mellon, en colaboración con la Universidad de Ciudad del Cabo, encontraron formas de superar estos desafíos inspirados en los guepardos. cola. Los resultados fueron publicados en Transacciones de IEEE Robotics.

La cola ligera y peluda del guepardo se conoce como resistencia aerodinámica cola; es decir, funciona un poco como un paracaídas. La mayoría de las colas de los robots son altas. inerciapero el guepardo logra mantener una leve inercia. La inercia es una característica física que describe la resistencia de un objeto a los cambios de movimiento: la alta inercia de la cola significa que la cola puede aplicar mucha fuerza. En cambio, las colas aerodinámicas utilizan un principio diferente, la resistencia aerodinámica, para producir grandes fuerzas sin una gran inercia.

En la naturaleza, las colas aerodinámicas se utilizan a menudo para tareas de reorientación, como girar y regenerarse después de que un pie resbala, por lo que los científicos creen que una cola de arrastre aerodinámica ayudará a resolver los problemas de movilidad de los robots. Los científicos compararon las colas aerodinámicas e inerciales en su trabajo, y finalmente construyeron la cola para maximizar la eficiencia y minimizar la inercia.

Los científicos descubrieron que la cola aerodinámica permite al robot girar en el aire, de forma similar a la cola inercial, pero la cola aerodinámica es mucho más ligera. También encontraron que un robot con cola puede acelerar más rápido que un robot sin cola, a pesar del aumento de peso de la cola. Esto significa que el robot tiene un mejor control sobre sus movimientos, como desacelerar, acelerar o girar.

“Las colas de los robots en el pasado dependían de las colas de alta inercia debido a su simplicidad, pero la naturaleza ya ha descubierto que existen mejores formas de estabilizar los movimientos ágiles”, dijo el Dr. Estudiante de Joseph Norby que trabaja con Aaron Johnson, profesor asistente de ingeniería mecánica. “Esta investigación sugiere que seguir la inspiración de la naturaleza da como resultado colas igualmente capaces a una fracción del costo”.

En última instancia, la investigación sugiere que las colas son efectivas para mejorar la agilidad del robot. Podrán recuperarse de un deslizamiento del pie y reducir las lesiones en una caída. Cuando los robots se mueven mejor, son más efectivos.

“Las colas ayudan a estabilizar el robot, lo cual es fundamental cuando se trata de maniobras difíciles. Creemos que está mejorando robot La agilidad hará que nuestros robots ayuden mejor a las personas fuera del laboratorio ”, dijo Norby.