Credito: Salagame et al.
Los robots inspirados en serpientes podrían tener varias ventajas sobre los robots convencionales con ruedas o patas. Por ejemplo, los robots deslizantes pueden adaptar la forma de su cuerpo, entrar en espacios estrechos y moverse libremente en entornos inaccesibles tanto para los humanos como para otros robots.
Sin embargo, a diferencia de muchos robots con ruedas y patas, la mayoría de los robots con forma de serpiente no pueden recoger ni manipular objetos. Esto limita significativamente sus aplicaciones en el mundo real, ya que les impide completar tareas que implican interacciones más avanzadas con su entorno.
Un equipo de investigación del Laboratorio de Sinapsis de Silicio de la Universidad Northeastern, supervisado por el profesor Alireza Ramezani, introdujo recientemente un nuevo enfoque que podría permitir que robots con forma de serpiente muevan y manipulen objetos simultáneamente. Este enfoque, presentado en un artículo prepublicado en arXiv, se implementó inicialmente en COBRA, una plataforma robótica desarrollada por un grupo de estudiantes de Northeastern como parte de BIG Idea Competitions.
“Hemos estado desarrollando el robot serpiente COBRA durante casi tres años”, dijo Adarsh Salagame, Ph.D. estudiante de la Universidad Northwestern, dijo a Tech Xplore. “Este proyecto comenzó como un medio para explorar capacidades de locomoción alternativas.
“A diferencia de los robots estándar con ruedas o patas, los robots serpiente suelen exhibir capacidades de locomoción versátiles, ya que realmente pueden transformarse en diferentes formas y uno puede controlar qué partes del cuerpo están en contacto con el suelo. Esto implica una regulación más precisa de las fuerzas de contacto. en comparación con los robots con ruedas o patas, que sólo tienen partes específicas del cuerpo que tocan el suelo”.
Al permitir que el robot COBRA se transformara en diferentes formas, Salagame y sus colegas pudieron ampliar sus habilidades de locomoción, demostrando cinco tipos diferentes de estilos de locomoción. Posteriormente, también comenzaron a explorar la posibilidad de mejorar las habilidades de manipulación de objetos del robot.
“Para hacer que el robot COBRA sea aún más funcional y versátil, ampliando sus aplicaciones a áreas más allá de las abordadas por los robots tradicionales, se nos ocurrió esta idea de locomoción de objetos, que implica locomoción y manipulación juntas”, dijo Salagame. “Eso es lo que logramos con COBRA”.
El robot COBRA tiene un mecanismo de agarre integrado en su cabeza, que está diseñado para ayudar al robot durante un modo de locomoción específico, conocido como volteo. Mientras el robot da vueltas, su cabeza y su cola se unen para formar una estructura similar a una rueda, lo que le permite rodar pasivamente cuesta abajo a altas velocidades.
“Reutilizamos la pinza del robot para que se enganchara en una caja, la levantara y la moviera a una ubicación diferente”, dijo Salagame. “Esto nos da la capacidad de manipular con destreza una caja y movernos en espacios reducidos, pendientes o áreas donde los robots estándar no podrían operar”.
Para realizar su enfoque de manipulación locomotora propuesto, Salagame y sus colegas desarrollaron un planificador basado en optimización que considera las fuerzas de reacción del suelo para planificar tanto los movimientos del robot como las estrategias de manipulación de objetos. En su artículo reciente, los investigadores probaron este planificador y demostraron su viabilidad.
“Primero probamos este enfoque estudiando el comportamiento de bucle abierto en el robot real”, dijo Salagame. “El siguiente paso será implementar este circuito cerrado en simulación y luego, eventualmente, en el robot real. Pero lo que este estudio nos mostró es que nuestro enfoque es factible. La tarea que estamos abordando no es trivial, como cuando se tiene tal “Hay un gran número de contactos con el suelo, hay mucho deslizamiento y elasticidad en las juntas, lo que conduce a muchos errores”.
El reciente estudio de este equipo de investigación demuestra la viabilidad de abordar simultáneamente la locomoción y la manipulación en robots inspirados en serpientes. Hasta ahora, los investigadores han utilizado su enfoque para estudiar la interacción del robot COBRA tanto con el suelo como con una caja. En el futuro, Salagame y sus colaboradores planean seguir probando su enfoque en tareas de manipulación locomotora más versátiles.
“Estamos añadiendo un conjunto de sensores a bordo de COBRA con una cámara y una IMU, y queremos abordar tareas de locomoción más autónomas utilizando los movimientos laterales del robot”, añadió Salagame. “Este es un aspecto nuevo y emocionante que rara vez se ha observado en robots. Usar esa capacidad de transformación para cambiar las propiedades de inercia del robot y cambiar la dirección de la caída.
“También usaremos la cámara para abordar la manipulación de objetos en circuito cerrado, permitiendo al robot identificar la caja, recogerla y moverla a diferentes ubicaciones, abordando así potencialmente tareas interesantes que implican una planificación de alto nivel”.
Más información:
Adarsh Salagame et al, Locomanipulación con planificación implícita de contacto no impulsiva en un robot deslizante, arXiv (2024). DOI: 10.48550/arxiv.2404.08174
Información de la revista:
arXiv
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Citación: Un enfoque para permitir tanto la locomoción como la manipulación en un robot inspirado en una serpiente (2024, 26 de mayo) recuperado el 26 de mayo de 2024 de
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2024-05-26 13:00:45
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