Los robots que caminan podrían ayudar a la investigación en otros planetas


Hoy en día, la NASA utiliza rovers con ruedas para navegar por la superficie de Marte y realizar ciencia planetaria, pero una investigación en la que participan científicos de la Universidad Texas A&M probará la viabilidad de una nueva tecnología de exploración de la superficie: robots andantes.

Ryan Ewing, profesor de Robert R. Berg en el Departamento de Geología y Geofísica de Texas A&M, y Marion Nachon, científica investigadora asociada en geología y geofísica, son coinvestigadores del proyecto respaldado por la NASA y dirigido por Feifei Qian, miembro de WiSE Gabilan. Profesor Asistente en la Escuela de Ingeniería Viterbi de la Universidad del Sur de California.

Un robot con “patas” navegando por un paisaje análogo a un planeta en White Sands Dune Field en Nuevo México. Crédito: Ryan Ewing

El objetivo de la investigación es crear y probar robots que caminan o «con patas» que puedan deslizarse más fácilmente a través de superficies heladas, arena con costra y otros entornos difíciles de navegar, mejorando así significativamente la capacidad de los científicos para recopilar información de los cuerpos planetarios. .

Si bien los Mars Exploration Rovers y otros robots se enviaron con éxito al espacio, por lo general funcionan según agendas preprogramadas que requieren que los científicos e ingenieros humanos ingresen instrucciones detalladas sobre dónde ir y qué hacer antes de la llegada de los robots al espacio. planeta. Como resultado, cuando el robot se encuentra con escenarios inesperados o descubre medidas interesantes, tiene capacidades limitadas para adaptar su plan. Esto puede dificultar la forma en que los robots y rovers navegan por nuevos entornos o incluso hacer que pierdan oportunidades científicas.

Ewing dice que una mejor comprensión de cómo integrar la tecnología robótica con la ciencia planetaria y la ciencia cognitiva mejorará la exploración asistida por robots de los entornos planetarios. Este proyecto tiene como objetivo probar robots de alta movilidad de próxima generación que puedan moverse ágilmente a través de superficies planetarias y apoyar de manera flexible los objetivos de exploración científica.

«Llevamos a cabo esta investigación en dos sitios análogos planetarios clave que presentan gradientes bien definidos en los tipos de suelo, desde arena crujiente en White Sands Dune Field, Nuevo México, hasta mezclas de rocas heladas en Mt. Hood, Oregón», explicó Ewing. «Nuestro objetivo es integrar robots con patas de alta movilidad con tecnologías integradas de detección del terreno y modelos cognitivos de decisión humana para estudiar las propiedades geotécnicas de estos suelos».

El proyecto emplea robots «bioinspirados» con patas, lo que significa que su forma está modelada según las habilidades únicas de los animales para moverse bien en superficies desafiantes como la arena blanda. Utilizando la última tecnología de actuador de «accionamiento directo», estos robots pueden «sentir» el terreno (por ejemplo, la suavidad de la arena y las formas de las rocas) a través de sus piernas. Esta habilidad permite que los robots con patas interactúen con el entorno de la misma manera que los animales, ajustando su movimiento según sea necesario.

Como dice Qian, estos robots están modelados de una manera que les permite «no solo imitar el aspecto de los animales, sino comprender realmente qué hace que estos animales tengan éxito en diferentes terrenos».

La capacidad de «sentir» el terreno usando las piernas también permite que estos robots recopilen fácilmente información sobre el entorno a medida que se mueven y ajustan las estrategias de exploración en función de esta información.

«Trabajaremos para determinar cómo la fricción y la erosionabilidad de diferentes suelos se ven afectadas por las costras superficiales, los suelos cubiertos de rocas y el contenido de hielo», explicó Ewing. «Desplegaremos los robots de patas de accionamiento directo para mapear la fuerza del suelo en dos sitios que son como paisajes en la Luna, Marte y otros mundos. Mediremos simultáneamente los parámetros ambientales que controlan la fuerza del suelo, incluido el tamaño y la forma de las partículas, la humedad del suelo, composición química y contenido de hielo».

A medida que los científicos continúan aspirando a explorar entornos planetarios, Qian señala que las ventajas de enviar robots y rovers en misiones iniciales para recopilar información antes de enviar humanos son significativas.

«Incluso para entornos donde es seguro enviar astronautas, los robots móviles pueden integrar instrumentación científica y ayudar a tomar medidas precisas mientras se mueven», dijo Qian.

El grupo de investigación también incluye científicos de la Universidad de Pensilvania, el Instituto de Tecnología de Georgia y el Centro Espacial Johnson de la NASA.

«Este es el equipo soñado y una oportunidad muy rara de reunir un equipo con todos los componentes en un solo proyecto», dijo Qian.

Con información de Phys.org

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