El robot de exploración planetaria SpaceBok, un robot cuadrúpedo diseñado y construido por un equipo de estudiantes suizos de ETH Zurich y ZHAW Zurich, actualmente se está probando utilizando instalaciones robóticas en el centro técnico ESTEC de la ESA en los Países Bajos.
Se está trabajando bajo el liderazgo del estudiante de doctorado Hendrik Kolvenbach del Laboratorio de Sistemas Robóticos de ETH Zurich. El robot se está utilizando para investigar el potencial de la “caminata dinámica” para moverse en entornos de baja gravedad.
Hendrik explica: “En lugar de caminar estáticamente, donde al menos tres piernas permanecen en el suelo en todo momento, la marcha dinámica permite andar con fases de vuelo completas durante las cuales todas las piernas permanecen en el aire. Los animales usan el modo de andar dinámico debido a su eficiencia, pero hasta hace poco, la potencia de cómputo y los algoritmos requeridos para el control hacían que fuera un desafío realizarlos en robots.
“Para los entornos de menor gravedad de la Luna, Marte o asteroides, saltar de esta manera resulta ser una forma muy eficiente de moverse”.
“Los astronautas que llegaron a la Luna adoptaron el salto por instinto. SpaceBok podría potencialmente saltar hasta dos metros de altura en la gravedad lunar, aunque tal altura plantea nuevos desafíos. Una vez que se despega del suelo, el robot necesita estabilizarse para volver a caer de manera segura; básicamente se está comportando como una mini nave espacial en este momento”, dice el miembro del equipo Alexander Dietsche.
“Entonces, lo que hemos hecho es aprovechar uno de los métodos que utiliza un satélite convencional para controlar su orientación, llamado rueda de reacción. Puede acelerarse y desacelerarse para desencadenar una reacción igual y opuesta en el propio SpaceBok ”, explica el miembro del equipo Philip Arm.
“Además, las patas de SpaceBok incorporan resortes para almacenar energía durante el aterrizaje y liberarla en el despegue, lo que reduce significativamente la energía necesaria para lograr esos saltos”, agrega Benjamin Sun, otro miembro del equipo.
El equipo está aumentando lentamente la altura de los saltos repetitivos del robot, hasta 1,3 metros en condiciones de gravedad lunar simulada hasta el momento.
Las plataformas de prueba se han configurado para simular diversos entornos de gravedad, imitando no solo las condiciones lunares sino también la gravedad muy baja de los asteroides. Cuanto menor sea la gravedad, más larga será la fase de vuelo para cada salto de robot, pero se necesita un control efectivo tanto para el despegue como para el aterrizaje.
Para simular la gravedad cada vez más baja de los asteroides, el equipo de SpaceBok utilizó el suelo más plano de los Países Bajos: un suelo epóxico de 4,8 x 9 m alisado a una llanura total de 0,8 mm, llamado Orbital Robotics Bench for Technology Technology (ORBIT), parte del Laboratorio de Robótica y Órbita Orbital de Navegación y Control.
SpaceBok se colocó de lado, luego se conectó a una plataforma flotante para reproducir condiciones de cero G en dos dimensiones. Cuando saltaba de una pared, su rueda de reacción le permitía girar alrededor del medio salto, permitiéndole aterrizar las patas primero de nuevo en el otro lado de la cámara, como si estuviera saltando a lo largo de una superficie de baja gravedad.
Hendrik agregó: “Las pruebas fueron lo suficientemente buenas como para que incluso usáramos SpaceBok para jugar un juego de acción en vivo de Pong, el clásico del videojuego”.
Las pruebas continuarán en condiciones más realistas, con saltos hechos sobre obstáculos, terreno montañoso y suelo realista, eventualmente saliendo de las puertas.
Hendrik está estudiando en ESTEC a través de Networking Partnering Initiative de la ESA, cuyo objetivo es aprovechar la investigación académica avanzada para aplicaciones espaciales.
