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Crean robots que suben cuestas como si fueran serpientes

En el 'sidewinding', los reptiles elevan partes de su cuerpo para deslizarse hacia arriba


El 'sidewinding', el movimiento que realizan las serpientes para subir por cuestas de superficies inestables, como arena, consiste en que los reptiles alarguen su cuerpo y eleven algunas partes. Así lo han descubierto científicos estadounidenses, que al mismo tiempo han creado un robot que imita ese movimiento.




El robot-serpiente. Imagen:  Nico Zevallos y Chaochui Gong. Fuente: Sinc.
El robot-serpiente. Imagen: Nico Zevallos y Chaochui Gong. Fuente: Sinc.
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 (Atlanta, EE.UU.), en colaboración con la Universidad de Carnegie Mellon (Pittsburgh, Pensilvania) y el Zoo de Atlanta –y publicados esta semana en la revista Science– revelan cómo funciona el mecanismo de estas serpientes todoterreno y consiguen, simultáneamente, que los robots imiten el movimiento.

“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), en la información de Sinc. “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

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.

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 en 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). DOI: 10.1126/science.1255718.

Viernes, 10 de Octubre 2014
SINC/T21
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