El Concepto de Control de Caos, Util Para el Andar de Robots Con Patas

Incluso los insectos, tradicionalmente considerados animales simples, pueden generar patrones de movimiento bastante diferentes con sus seis patas. Ellos emplean diversos modos de andar que dependen de si avanzan ascendiendo o descendiendo, despacio o rápido. Un equipo de científicos de Gotinga, Alemania, ha desarrollado ahora un robot andante que, dependiendo de la situación, puede cambiar flexible y autónomamente entre sus diversos modos de caminar.

El éxito de este enfoque de diseño radica en su simplicidad: Una red pequeña y simple con sólo unas pocas conexiones puede crear patrones de movimiento muy diversos. Para lograr esto, el robot usa un mecanismo para el "control del caos".

Este trabajo interdisciplinario ha sido efectuado por un equipo de científicos del Centro Bernstein para la Neurociencia Computacional, el Departamento de Física de la Universidad Georg-August y el Instituto Max Planck para la Dinámica y la Autoorganización.

En los humanos y los animales, los movimientos periódicos y repetitivos como los asociados a caminar o a respirar son controlados por pequeños circuitos neuronales llamados "generadores centrales de patrones" (CPGs, por sus siglas en inglés). Los científicos han venido usando este principio en el desarrollo de máquinas andantes. Hasta ahora, por regla general se requería de un CPG exclusivo para cada modo de andar. En un diseño así, el robot recibe la información sobre su entorno por medio de varios sensores, que le indican cosas como por ejemplo si hay un obstáculo delante de él o si sube por una cuesta; y, sobre la base de esta información, el cerebro del robot selecciona el CPG que controla la forma de andar apropiada para cada situación particular.

El robot desarrollado ahora por los científicos de Gotinga resuelve la misma tarea con un único CPG que genera formas de andar completamente diferentes y que puede cambiar entre éstas de una manera flexible. Este CPG es una diminuta red que consta de dos elementos. El secreto de su funcionamiento es el llamado "control del caos". Si se encuentra descontrolado, el CPG produce un patrón caótico de actividad. Sin embargo, esta actividad puede ser muy fácilmente controlada por las propias señales de entrada de los sensores, que modelan esa actividad caótica de tal modo que adquiera el patrón de marcha que se necesite en ese momento. Dependiendo de las señales de entrada de los sensores, se generan patrones diferentes de control, y así se establecen diferentes formas de marcha.