Cuando serpientes marinas Nadando, deambulan por el agua chasqueando sus colas aplanadas, lo cual es muy elegante pero requiere mucha coordinación. Cuando la robótica de la Universidad Carnegie Mellon decidió que era hora de que su serpiente robótica que arrastraba los pies se metiera en el agua, tomaron un atajo. Se acercaron a la biomecánica extremadamente compleja de una serpiente y luego cargaron la máquina con hélices.

El resultado es una especie de torpedo oscilante sin ojiva: la serpiente robótica submarina modular endurecida. Como puede ver en el video a continuación, crea un nado formidable al combinar un propulsor trasero para crear un movimiento hacia adelante con propulsores laterales a lo largo de su cuerpo para control de estabilidad, y usa algunas flexiones (actuadores en el lenguaje) para cerrar los motores de posición lateral. «Está menos inspirado biológicamente en este momento, pero sigue siendo un robot bastante bueno», dice Howie Choset, robotista de CMU, que ayudó a desarrollar la máquina. “Estamos haciendo algo en el medio. Tratamos de imitar el movimiento tanto como sea posible con motores y actuadores convencionales, quizás a un nivel macroscópico. «

Con el amable permiso de la CMU

Esa es la belleza de la robótica: los ingenieros no tienen que seguir las reglas de la selección natural. Choset y sus colegas quieren un robot que la Marina de los EE. UU. Pueda usar para inspeccionar barcos y submarinos que puedan deslizarse en espacios reducidos como tanques de lastre. Pero es seguro decir que la Marina no necesita un robot serpiente que también, digamos, muerda. “A medida que la biología evoluciona, evoluciona sistema«Dice Choset.» No desarrolla una sola habilidad. Por lo tanto, una serpiente puede deslizarse por el suelo de una manera única, pero la serpiente también hace caca, también come, también se reproduce; tiene todas estas otras cosas a bordo que son necesarios para la supervivencia de la serpiente, pero ciertamente no sirven para los beneficios de la locomotora en absoluto «.

Piense en cómo se compara un pájaro con un avión de pasajeros, que está inspirado biológicamente en que crea sustentación con alas, pero esas alas son sólidas y están acopladas con motores a reacción. Y les faltan algunos de los complementos que la naturaleza les ha dado a las aves. «Los aviones vuelan largas distancias, pero sus alas no se mueven y no tienen plumas», dice Choset.

El equipo de Choset puede abordar el diseño de serpientes de formas que son fundamentalmente diferentes de la evolución. La versión terrestre de su robot usa actuadores que se mueven juntos para impulsar la máquina hacia adelante, al igual que lo hace una serpiente real. Pero en el agua, el robot no tiene una superficie dura para empujar; deje caer la versión terrestre en una piscina y se hundirá como una piedra muy cara. En lugar de reproducir los movimientos sinuosos hipnóticos de una serpiente marina, una coordinación complicada entre músculos y huesos, los investigadores optaron por motores que empujan y controlan al robot.

Con el amable permiso de la CMU

Por el momento, la natación del robot no es particularmente sofisticada, aunque un operador puede controlar remotamente la máquina a través de neumáticos sumergidos con una cámara en la «cara» de la serpiente para encontrar el camino. Sin embargo, la idea del equipo es utilizar el aprendizaje automático para refinar los algoritmos que controlan su movimiento: al crear una versión digital del robot en la simulación, una IA puede probar muchas, muchas formas aleatorias de nadar y, en última instancia, de la manera más eficiente. de moverse por la tierra a través de prueba y error. Luego, el equipo de Choset trasladaría ese conocimiento al robot real y le daría la maniobrabilidad que necesita para realmente retorcerse en espacios reducidos. Otros robóticos hacen esto con otras máquinas que imitan el movimiento de los animales, como enseñarle a un robot canino de cuatro patas cómo caminar o adaptarse a diferentes tipos de superficies.