Un robot de cuatro patas completó un maratón completo con una sola carga de batería, recorriendo 26.2 millas (42.2 kilómetros) por un tramo urbano con colinas en Corea del Sur hace dos años. Ahora sabemos mucho más sobre cómo logró esta hazaña récord.
El robot parecido a un perro, llamado RAIBO2, terminó el 22.º Maratón Anual de Caquis Deshidratados de Sangju en poco más de 4 horas y 19 minutos. Los desarrolladores del bot afirman que es el primer robot cuadrúpedo en completar un evento de distancia de maratón oficial sin detenerse a recargar. A menudo se les conoce como “perros-robot” porque el movimiento de sus articulaciones en las patas delanteras y traseras se asemeja al de los caninos.
Los científicos delinearon sus hallazgos sobre el logro del robot, que alcanzó el 17 de noviembre de 2024, en un estudio publicado el 23 de septiembre en la revista Nature.
Este logro representó un nuevo hito para superar una limitación crítica de los robots cuadrúpedos: la resistencia. Aunque los robots de cuatro patas pueden atravesar terrenos difíciles que les cuesta atravesar a las máquinas con ruedas (como escaleras y senderos empinados), su resistencia ha estado limitada porque alimentar múltiples articulaciones mientras se eleva y estabiliza repetidamente el cuerpo de la máquina consume enormes cantidades de energía.
“A diferencia de los robots con ruedas, los cuadrúpedos consumen energía de forma continua en sus articulaciones para sostener el peso del cuerpo y sufren pérdidas de energía cinética durante el contacto intermitente pie-suelo,” escribieron los investigadores en el estudio.
La carrera de RAIBO2 fue una prueba exigente en condiciones reales. Tuvo lugar durante el Maratón Anual de Caquis Deshidratados de Sangju, con el bot compitiendo junto a participantes humanos. El tramo incluía dos ascensos de 50 metros de elevación, con pendientes de hasta 10 grados. Ese tipo de pendientes ejercen una mayor tensión sobre los recursos energéticos del robot, poniendo a prueba las capacidades de gestión de batería, dijeron los científicos.
RAIBO2 había corrido previamente una ruta de 26.7 millas (43 km), guiada por GPS, a través de un campo atlético llano, y la completó en 4 horas y 40 minutos con una sola carga. Sin embargo, un intento anterior de maratón sobre terreno irregular contra otros competidores tuvo que abortarse alrededor de la marca de las 23 millas (37 km) después de que la batería del robot se agotara. Los desarrolladores atribuyeron esa deficiencia, en parte, a los frecuentes cambios de ritmo mientras la máquina trataba de ajustarse al ritmo de los corredores cercanos.
Para compensar, el equipo aumentó la capacidad de la batería del robot en un 33% y ajustó el sistema de control, incluyendo la implementación de control de rigidez de las articulaciones en el actuador. Esto permitió al robot suavizar la pierna cuando tenía que absorber un impacto o cuando necesitaba un empuje estable y contundente.
Después de estos ajustes, RAIBO2 amplió su alcance máximo a 41.6 millas (67 km) con una sola carga, aunque en trayectos rectos, según los investigadores.
Otro indicador clave fue el costo total de transporte de RAIBO2, una medida de la energía necesaria para mover un cuerpo a lo largo de una distancia dada, con valores más bajos que indican menos energía empleada. Los investigadores reportaron que RAIBO2 logró un costo total de transporte de 0.25, en comparación con un punto de referencia humano de 0.37. Los investigadores dijeron que su máquina fue el primer robot cuadrúpedo en superar esa cifra.
El equipo atribuyó esa eficiencia a varias optimizaciones en el software y el hardware de RAIBO2. Especialmente cruciales fueron sus componentes mecánicos ligeros, capaces de transmitir energía cinética desde sus articulaciones con muy poca interferencia. También atribuyeron un circuito de accionamiento del motor de bajas pérdidas y, en el aspecto de software, una política de locomoción específicamente optimizada para limitar el uso de energía. El sistema también se entrenó utilizando el entorno de simulación del equipo, llamado RaiSim, que incluye modelos de pendientes, escaleras y carreteras heladas.
Al igual que muchos vehículos eléctricos, RAIBO2 puede regenerar parte de la batería capturando energía cinética, especialmente al descender. Esa capacidad le permite compensar parte de la energía que gasta al subir, aunque no elimina el costo adicional de las pendientes.
Los investigadores dijeron que RAIBO2 tiene más de tres veces el alcance de viaje por carga de los robots cuadrúpedos existentes, con una capacidad total de batería de 2,016 vatios-hora. En parte gracias a ese incremento de capacidad, el equipo estima que el robot podría recorrer hasta 15.5 millas (25 km) más allá de su tramo de maratón, alcanzando un total de 41.6 millas (67 km).
Ese tipo de resistencia podría ampliar los roles de los robots cuadrúpedos en lugares donde los modelos con ruedas resultan imprácticos, añadieron los desarrolladores en el estudio. Por ejemplo, podrían ser útiles en zonas de desastre y en áreas montañosas, donde un robot suficientemente móvil y de alta resistencia podría transportar cámaras, sensores o equipo de comunicaciones a través de terrenos irregulares.
