Robot de 4 ruedas, tripode alternado

Rhexalion: Implementación del patrón de “Paso de Trípode Alternado” en un
Robot Cuadrúpedo Bio-Inspirado.

1. Introducción.
Los sistemas inspirados en la naturaleza han estado presentes casi desde los inicios de la
tecnología humana, pero solo en años recientes, la reducción de tamaño y costo tanto de
componentes mecánicos como electrónicos, han permitido a investigadores y entusiastas dela
robótica y de la tecnología en general, volcar nuevamente su mirada hacia la naturaleza en
búsqueda de la inspiración necesaria para diseñar sistemas mecánicos capaces de abordar
una amplia gama de escenarios.
Es así que cada vez más, vemos robots y tecnologías con apariencia humana, de animales e
incluso de insectos y bacterias. Estos mecanismos por lo general no realizan unaimplementación literal del sistema biológico, sino que más bien analizan el principio abstracto
del movimiento para luego mediante un diseño de ingeniería, realizar una construcción más
simple y eficiente que entrega como resultado un sistema muy similar en funcionamiento y en
capacidades del original.
El presente informa busca entregar la información necesaria para comprender las etapas de
análisis ydiseño de una plataforma robótica móvil Bio-Inspirada de cuatro Ruedas/Patas,
basada en el principio abstracto del caminar de los insectos marchadores.
La razón de imitar este sistema biológico (insectos), es que son capaces de abordar una amplia
gama de terrenos y obstáculos, algo que para un robot móvil típico de ruedas seria muy difícil
de sortear. Un sistema bio-inspirado de estascaracterísticas, podría tener un rango de
movimientos y terrenos similares a las del sistema biológico sin comprometer eficiencia
mecánica.
El informe aborda los antecedentes que nos llevan a resolver este problema para luego
mostrarnos un resumen del estado del arte de lo que existe en este momento al respecto, luego
se mostrará el diseño del robot para posteriormente mostrar la implementación físicadel robot y
terminar comentando como se resolvió el problema del caminar de los insectos con ésta
implementación mecánica.

2. Antecedentes.
La creación de sistemas robóticos y mecánicos inspirados en la biología (Bio-Inspiriados),
comenzó hace más de 2000 años con la creación del “Héroe de Alejandría”, el cual mediante
sistemas mecánicos y tuberías por órganos, se empleaba como entretenciónpara la audiencia
en espectáculos teatrales de la antigua Grecia [1]. Esto continuó durante el renacimiento con el
desarrollo de sistemas autónomos como el “Caballero Mecánico” de Leonardo da Vinci en 1495
[2] y el “El pato de Vaucanson” en 1738 [3] por destacar algunos.
Con la llegada de la robótica moderna durante el siglo pasado, los mecanismos utilizados para
el desplazamiento de losrobots en plataformas móviles, tendieron a aproximarse más a los
utilizados en los vehículos motorizados, es decir la utilización de ruedas en sus diferentes y
amplia gama de combinaciones y configuraciones para producir el movimiento: Tracción
diferencial, Ackerman, Triciclo, Cintas o cadenas tipo “tanque” y más recientemente de ruedas
omnidireccionales. Esto debido principalmente a la facilidadde uso de las ruedas, la baja
cantidad de componentes mecánicos y electrónicos necesarios para controlar su movimiento y
el reducido poder de cómputo necesario para controlar el movimiento de los motores a cargo
de las ruedas.
Los sistemas basados en ruedas para plataformas robóticas móviles, si bien han probado su
eficacia en diferentes escenarios (entretención, investigación, seguridad,entre otros), carecen
muchas veces de la eficiencia provista por millones de años de evolución en sistemas bípedos
terrestres. Las ruedas si bien en diferentes configuraciones son capaces de superar una gran
cantidad de obstáculos, por lo general hacen un uso ineficiente de la energía utilizada y como
ésta se transforma en tracción, produciéndose deslizamiento (“patinar”), colgamiento e...