Imagen que demuestra el despliegue de palabras reales del robot. Crédito: Stella, Achkar, et al.
Muchos de los sistemas robóticos desarrollados en las últimas décadas están inspirados en animales de cuatro patas (es decir, cuadrúpedas), como perros, guepardos y caballos. Al replicar los movimientos ágiles de estos animales, los robots cuadrúpedos podrían moverse rápidamente en el suelo, cruzando largas distancias en varios terrenos y completando rápidamente misiones.
Sin embargo, replicar de manera realista y robusta los movimientos de líquido observados en animales utilizando sistemas robóticos puede ser muy desafiante. Si bien se descubrió que algunos robots existentes de cuatro patas son muy ágiles y responden a los cambios en su entorno, estos sistemas generalmente integran actuadores avanzados y componentes computacionales que consumen mucha energía.
Los investigadores de la EPFL Crear Lab y la Universidad de Tecnología de Delft (TU Delft) desarrollaron recientemente un nuevo robot de cuatro patas llamado PAWS (autómatas pasivas con sinergias), que podrían reproducir los movimientos de líquido y adaptativo de los animales utilizando menos actuadores. Este robot, introducido en un documento en la inteligencia de la máquina de la naturaleza, aprovecha las llamadas sinergias motoras, que son patrones coordinados de activación muscular que permiten a los animales realizar movimientos ágiles que consumen menos energía.
“El diseño robótico está fuertemente inspirado en ejemplos biológicos”, dijeron a Tech Xplore Francesco Stella y Mickael Achkar, primeros autores del periódico. “Sin embargo, el proceso de extraer características de diseño de la naturaleza a menudo depende en gran medida de la intuición y la experiencia humana. Queríamos encontrar una forma más estructurada y metodológica de hacerlo”.
Diversidad de comportamiento actuado: robot completo. Crédito: Nature Machine Intelligence (2025). Doi: 10.1038/s42256-025-00988-x
En contraste con otros robots cuadrúpedos que ejecutan sus movimientos a través de estrategias de control activas, las PAWS también se mueven aprovechando las conexiones flexibles entre sus juntas, conocidas como acoplamientos mecánicos compatibles. Esto le permite realizar movimientos dinámicos de manera realista que se asemejan a los de los animales, al tiempo que requieren una actuación mínima.
“Los animales controlan su cuerpo utilizando sinergias de movimiento, un fenómeno biológico donde el sistema nervioso central coordina los patrones de activación en diferentes grupos musculares (en lugar de músculos individuales) para permitir un movimiento eficiente”, explicaron Stella y Achkar.
“En nuestro artículo, comenzamos con los datos del mundo real de los perros para capturar sus principales sinergias de movimiento, y luego los traducimos computacionalmente a un sistema impulsado por tendones con menos motores que las juntas. Aprovechando este conjunto de actuación reducido, diseñamos patas computacionalmente (autómatas pasivos con sinergias)”.
Para evaluar la capacidad de su robot para moverse pasivamente (es decir, sin confiar en la actuación activa), los investigadores lo colocaron en una cinta de correr, sin conectar ningún motor a sus tendones. Descubrieron que el robot podía funcionar efectivamente en la cinta de correr incluso sin los motores, al tiempo que evitaba cualquier obstáculo en su camino.
Imagen que muestra la mecánica del robot. Crédito: Stella, Achkar, et al.
Además, al integrar solo cuatro actuadores controlados de forma independiente, los investigadores permitieron con éxito a las patas ejecutar diferentes medios de animales (es decir, estilos de movimiento), que incluyen agachado, de pie, caminando, galopando y saltando. Su robot cuadrúpedo pronto podría mejorarse y probarse más en otros experimentos, para validar su potencial para abordar varios problemas del mundo real.
“Nuestro diseño demuestra el nivel de robustez que se puede lograr en los cuerpos pasivos a través del acoplamiento y el cumplimiento intencionales, y que con una actuación mínima, es posible mantener las ventajas de la dinámica natural al tiempo que logran diversos comportamientos e interacciones con el medio ambiente”, agregaron Stella y Achkar.
“Ahora continuamos activamente esta investigación observando cómo la sensación mínima y los bucles de retroalimentación simples podrían aumentar aún más la estabilidad de nuestro sistema. Queremos encontrar formas en que podamos continuar aprovechando la dinámica pasiva del sistema al tiempo que aumentamos su diversidad en los comportamientos”.
Más información: Francesco Stella et al, Passividad de apalancamiento robótico robótico basado en sinergia para la inteligencia natural y la diversidad del comportamiento, la inteligencia de la máquina de la naturaleza (2025). Doi: 10.1038/s42256-025-00988-x
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Cita: Patones: el robot de cuatro patas puede reproducir el movimiento de animales con menos actuadores (2025, 30 de marzo) Recuperado el 30 de marzo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-03-PAWS–leged-Robot- Animal-Movement.html
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