Un robot de cuatro patas construido por investigadores de Corea del Sur completó una maratón entera con una sola carga de batería. RAIBO2 corrió la Maratón de Sangju junto a competidores humanos y cruzó la meta en 4 horas, 19 minutos y 52 segundos, un ritmo mejor que el del corredor humano promedio.
El equipo del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) que lo desarrolló logró que RAIBO2 recorriera unas tres veces más distancia por carga que los robots cuadrúpedos existentes. Según los investigadores, el resultado apunta a baterías más duraderas para robots con patas usados en búsqueda y rescate.
¿Por qué las patas gastan tanta energía?
Los robots con patas son prometedores para la respuesta ante desastres y el rescate en montaña, porque cruzan terrenos donde las ruedas no pasan. Hasta ahora, sin embargo, la mayoría de los cuadrúpedos quedaba limitada a unos 20 kilómetros (12 millas) por carga.
A diferencia de las máquinas con ruedas, un robot con patas gasta energía todo el tiempo solo en sostener su propio peso, y cada pisada desperdicia algo más. Choongin Lee, especialista en robótica y autor principal del estudio, explicó que el equipo se concentró en reducir la energía perdida por unidad de distancia recorrida y no solo en ganar velocidad.
Dónde se perdía la energía
Los investigadores encontraron que cerca de dos tercios del presupuesto energético de un robot con patas se pierde como calor dentro de los motores y la electrónica que los mueve. El resto se va en la fricción de los engranajes, en los resbalones de las patas y en el golpe de cada pisada.
Para corregirlo, el equipo aligeró cada pata, diseñó placas de circuito para los motores con menos resistencia y usó el peso ahorrado para montar una batería más grande. También fabricó motores que entregan el mismo torque con menos corriente, y entrenó la forma de caminar de RAIBO2 con aprendizaje por refuerzo. El entrenamiento premiaba las pisadas suaves y castigaba los resbalones y el sobrecalentamiento. El robot además recupera parte de la energía en las bajadas y la devuelve a la batería.
¿Qué récord de eficiencia marcó?
Durante la carrera, RAIBO2 mantuvo una velocidad media de 2,64 metros por segundo (5,9 millas por hora) en un recorrido con 286 metros (938 pies) de desnivel y tramos resbaladizos. Consumió 1.280 vatios hora de los 2.016 vatios hora de su batería.
Su costo total de transporte, la medida estándar de la energía gastada por unidad de peso corporal y de distancia, fue de 0,25. Esa cifra está por debajo de la referencia humana de 0,37, lo que convierte a RAIBO2 en el primer robot cuadrúpedo registrado que se mueve con más eficiencia que un corredor humano promedio.
Los investigadores calculan que el robot podía recorrer otros 25 kilómetros (16 millas) antes de agotar la batería. Eso le da una autonomía proyectada de unas 40 millas en total.
Sarah Bergbreiter, ingeniera mecánica de la Universidad Carnegie Mellon que no participó en el estudio, dijo que le impresionó la combinación de eficiencia, velocidad y movilidad del robot.
Todavía necesita una persona
El robot aún no navega por su cuenta. Llevaba una cámara durante la carrera, pero ningún software para interpretar el camino, así que un operador humano lo dirigió a distancia durante todo el recorrido. Katie Byl, ingeniera de la Universidad de California en Santa Bárbara que tampoco participó en la investigación, describió a RAIBO2 como un robot que básicamente corría a ciegas.
Lee explicó que sumar autonomía exige más capacidad de cómputo a bordo, y ese cómputo consume energía. Su equipo trabaja ahora en redes neuronales y sensores más pequeños, pensados para agregar capacidades sin subir mucho el consumo.
