Un equipo de investigación suizo sugiere utilizar, en futuras misiones a la Luna o a Marte, no un rover pesado, sino un enjambre de pequeños robots. La ventaja es evidente: si uno falla, sus ‘colegas’ toman el relevo y continúan la misión según lo planeado. Visitamos el laboratorio en Zúrich.
Al principio, yace en el suelo como un perro perezoso. Solo cuando el investigador en robótica Philip Arm presiona un botón en su control remoto, “Dobby” se levanta y comienza a moverse autónomamente hacia su objetivo, en este caso un palet de madera.
El robot caminante de cuatro patas de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (EPFZ), nombrado según un personaje de “Harry Potter”, podría recopilar datos importantes para la investigación de lunas y planetas en el futuro.
El creciente interés en la Luna y Marte ha llevado en los últimos años a una verdadera carrera. Numerosas naciones y personas súper ricas están participando en ello. Las nuevas tecnologías, los intereses económicos y geopolíticos de los estados comprometidos desempeñan un papel importante.
Además, está el interés científico en datos sobre geología y clima, así como la búsqueda de agua y posible vida fuera de la Tierra. Numerosas misiones a la Luna y a Marte están actualmente planeadas o se anuncian continuamente.
“Las áreas más interesantes en la Luna o en Marte suelen estar en cráteres o en terrenos muy difíciles, que pueden ser extremadamente rocosos o empinados”, dice el investigador de la EPFZ, Arm. “Y es precisamente ahí donde un robot caminante tiene ventajas”.
En comparación con un rover, que es pesado y cuyas ruedas pueden quedar atrapadas en el polvo lunar o marciano, un robot caminante de 50 kilos se mueve mucho más ágilmente.
Dobby sube fácilmente una plataforma con una rampa resbaladiza, y si alguna vez resbala, simplemente lo intenta de nuevo. “Es extremadamente difícil hacer que este robot se caiga”, dice Arm riendo.PauseUnmute
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Uno para todos, todos para uno
Además, el trabajo en equipo de varios robots aumenta las probabilidades de éxito de una misión. Algunos de ellos son especialistas en ciertas tareas, como cartografiar, encontrar rocas específicas, realizar mediciones y análisis. Varios robots pueden completar estas tareas más rápidamente, según comenta Arm, un doctorando en robótica.
Si uno de los robots de un grupo falla, sus compañeros pueden continuar con el trabajo sin problemas. “Con un enjambre de robots, es mucho más fácil compensar una avería durante una misión”, señala Arm, lo que significa que la misión no tiene que ser abandonada.
Los robots provienen del mismo fabricante, Anybotics, una empresa derivada de la EPFZ. Ya se utilizan en diversas industrias, como inspecciones de infraestructuras ferroviarias o en zonas de seguridad de plantas químicas.
Con un pequeño enjambre de estos robots caminantesEnlace externo, el equipo liderado por Hendrik Kolvenbach, científico senior en el Laboratorio de Sistemas Robóticos de la EPFZ, donde también investiga Arm, junto con el Centro de Investigación en Informática de Alemania y otros socios en Suiza, ganaron un concurso de la Agencia Espacial Europea (ESA)Enlace externo en abril de 2023.
¿Por qué es interesante mirar bajo una piedra?
El objetivo de la competición era encontrar y determinar minerales en un terreno de prueba en Luxemburgo que simula las regiones polares sombrías de la Luna. Tres robots trabajaron juntos y lograron convencer al jurado. El equipo de investigación suizo-alemán ganó fondos para seguir desarrollando la tecnología el próximo año.
Kolvenbach dice que lo interesante de esta competición fue que todos los grupos de investigación exitosos utilizaron robótica de locomoción.
La idea parece estar en línea con una tendencia. Especialmente en institutos de investigación alemanes y también en el Centro Alemán de Aeronáutica y Astronáutica (DLR), también se está trabajando en permitir que varios robots trabajen juntos como equipo.
El próximo paso en la EPFZ incluirá varios sistemas, incluso robots que se desplacen por el suelo o incluso vuelen podrían formar un equipo junto con Dobby, lo que los haría aún más versátiles para una posible misión.
En Zúrich, Philip Arm está haciendo que el robot perro mueva una piedra volcánica con su pie para mostrarnos cómo podría actuar Dobby en la Luna.
Debido a que los vientos solares erosionan fuertemente las superficies de la Luna o Marte, el lado inferior de una piedra es muy revelador para la investigación. No está expuesto a la fuerte radiación cósmica, lo que permite análisis mucho más precisos de los minerales en la piedra que en la superficie directa de la Luna o Marte.
Investigación interdisciplinar
En el Laboratorio de Sistemas Robóticos de la EPFZ se trabaja de manera interdisciplinaria: Ingeniería mecánica clásica, ciencias de la computación, electrónica y robótica se unen aquí. Una docena de robots caminantes y de ruedas esperan en varias mesas para ser probados.
Según Kolvenbach, su equipo está especialmente interesado en entornos desafiantes. A menudo realizan pruebas en una cantera en Suiza.
El equipo también incluye a la geofísica planetaria Anna Mittelholz, quien, con el robot de tres patas “SpaceHopper”, persigue su propio proyecto llamado “LunarLeaper”Enlace externo.
Ella quiere investigar un cráter en la Luna con el robot saltarín. Se piensa, que este cráter lunar se formó a causa del colapso de un túnel de lava subterráneo y podría estar conectado con este.
Los conocimientos obtenidos de tales investigaciones podrían desempeñar un papel en la planificación de una base para misiones prolongadas de humanos en la Luna en el futuro.
Mittelholz también ve una clara ventaja en un enjambre: “Sería mucho más fácil si pudiéramos realizar nuestras mediciones de manera más completa y abordar este agujero desde diferentes direcciones y con diferentes instrumentos”, dice.
Además, para la documentación de una misión, un equipo de robots sería beneficioso, ya que podrían filmarse mutuamente y enviar este metraje de video a la Tierra mientras realizan experimentos.
En la Luna o en Marte, los robots, por supuesto, no serían controlados remotamente, sino que tendrían que trabajar de manera autónoma y estar interconectados. Esto se debe a que la demora de las señales de radio a la Tierra es de varios segundos (Luna) a minutos (Marte). Los robots se cargarían a través de paneles solares.
Además, hay algunos factores que pueden afectar a los robots lejos de la Tierra. Debido a la falta de atmósfera, la regulación del calor es mucho más difícil, dice Arm.
También se debe tener en cuenta la mayor radiación cósmica, por ejemplo, en la electrónica. “Y es muy, muy polvoriento, arenoso y rocoso donde el robot necesita moverse”.
La idea del enjambre es un proyecto a largo plazo
Por lo tanto, el equipo que rodea al robot Dobby primero opta por simulaciones por ordenador antes de ensamblar un nuevo sistema. Después de todo, también se debe tener en cuenta el presupuesto, ya que un robot como este puede costar tanto como un automóvil de lujo.
El laboratorio obtiene fondos principalmente a través de subvenciones de investigación internacionales y nacionales, así como también a través de competiciones, como la que ganó el equipo de la EPFZ el año pasado.
Para el proyecto del enjambre, los investigadores están planeando a largo plazo. “Con Dobby estamos probando tecnologías que serán relevantes en diez o veinte años, porque es un sistema relativamente grande y complejo”, dice Arm.
Por otro lado, el Space Hopper, que tiene una estructura más simple, podría estar dando saltos en la Luna en cinco o diez años. Este pequeño trípode ya ha superado una prueba de gravedad cero en un vuelo parabólico.
Mientras tanto, Dobby, el cuadrúpedo, ha trabajado suficiente por hoy. Está descansando de nuevo, o más bien, está recargando sus baterías para su próximo despliegue de pruebas.
Editado por Sabrina Weiss/adaptado al español por José Kress
