Robots de caminado dinámico

La locomoción es la capacidad que tienen los seres vivos pertenecientes al reino animal que les permite trasladarse voluntariamente de un lugar a otro. Según González, en la tesis doctoral publicada el año 2008 titulada “Robótica modular y locomoción: Aplicación a robots ápodos”, la locomoción es una de las características diferenciadoras de los animales con respecto a las plantas. Existen dos aspectos importantes a tener en cuenta: El control y la voluntariedad. Para que el movimiento sea considerado locomoción el individuo tiene que querer realizarlo y además controlarlo. Así, los nenúfares que reposan sobre la superficie del agua se mueven por las corrientes o la acción de otros animales, pero no se considerará locomoción ya que no son voluntarios ni controlados. El estudio de la locomoción se divide en dos niveles, que se denominan nivel inferior y superior. El nivel inferior es el encargado del control y la coordinación de los músculos, o actuadores en el caso de los robots, para que el individuo pueda desplazarse. Engloba también los diferentes tipos de maneras de desplazarse que se pueden lograr, tales como giros, desplazamiento en línea recta, desplazamiento lateral, etc. Las preguntas que se resuelven en este nivel son: ¿Cómo se produce el desplazamiento? ¿Cómo se coordinan todos los músculos o actuadores para lograr la locomoción? El nivel superior se encarga de la planificación de trayectorias, navegación y otras tareas de mayor nivel. Está relacionado con la voluntariedad. Las preguntas que definen este nivel son: ¿Dónde se quiere ir? ¿Qué camino se debe seguir?

El conocimiento de la locomoción humana es la base del tratamiento sistemático y del manejo de la marcha patológica, especialmente cuando se usan prótesis. En palabras de Guzmán, en la tesis de maestría escrita el año 2010 titulada “Construcción de un Robot Bípedo Basado en Caminado Dinámico”, la locomoción humana se ha descrito como una serie de movimientos alternantes, rítmicos, de las extremidades y del tronco que determinan un desplazamiento con respecto al centro de gravedad. Aunque existen pequeñas diferencias en la forma de la marcha de un individuo a otro, estas diferencias caen dentro de pequeños límites. El ciclo de la marcha comienza cuando el pie contacta con el suelo y termina con el siguiente contacto con el suelo del mismo pie. Los dos mayores componentes del ciclo de la marcha son: La fase de apoyo y la fase de balanceo. Una pierna está en fase de apoyo cuando está en contacto con el suelo y está en fase de balanceo cuando no contacta con el suelo. La longitud del paso completo es la distancia lineal entre los sucesivos puntos de contacto del talón del mismo pie. Longitud del paso es la distancia lineal en el plano de progresión entre los puntos de contacto de un pie y el otro pie.

Según los investigadores Spong y Vidyasagar, en el libro escrito el año 1989 titulado “Dinámica y control de Robots”, un robot, se puede definir como: Una máquina controlada por una computadora y programada para moverse, manipular objetos y realizar trabajos a la vez que interacciona con su entorno. Becerra, en la tesis escrita el año 2008 con el título “Diseño y simulación de un robot modular autoconfigurable”, argumenta que en el término robot confluyen las imágenes de máquinas para la realización de trabajos productivos así como de imitación de movimientos y comportamientos de seres vivos. Desde la antigüedad, el hombre ha sentido fascinación por las máquinas que imitan la figura y los movimientos de seres animados, y existe una larga tradición de autómatas desde el mundo griego hasta estos días de la primera década del siglo veintiuno. La palabra robot fue usada por primera vez en el año 1921, cuando el escritor checo Karel Capek estrena en el Teatro Nacional de Praga su obra “El Robot Universal Rossum”. El origen proviene de la palabra eslava robota, que se refiere al trabajo de forma forzada. En la obra de Capek, los robots eran máquinas androides fabricadas por un brillante científico llamado Rossum, que servían a sus jefes humanos desarrollando trabajos físicos. Llega el día en el que se rebelan contra sus propios dueños, destruyendo toda vida humana menos a uno de sus creadores, con la frustrada esperanza de que les enseñe a reproducirse. El término hubiera quedado en desuso si no hubiera sido por los escritores del género literario de la ciencia ficción. Muchos de ellos reutilizaron la palabra robot, e incluso algunos mantuvieron el mensaje de la obra de Capek: La dominación de la especie humana por seres hechos a su propia imagen. Los robots actuales, continúa mencionando Becerra, son obras de ingeniería y como tales concebidas para producir bienes y servicios o explotar recursos naturales. Actualmente existe una gran variedad de robots, ya sean manipuladores, robots móviles, humanoides, zoomorfos, de expresión facial, etc., que también varían en el grado de autonomía con que cuentan. Sin embargo, la gran mayoría de los robots siguen siendo brazos manipuladores, debido a que son estos los que actualmente proveen mayores ventajas, y además son un bien presente y tangible.