¿Qué tipos de piernas utilizan los robots móviles inteligentes?
Piernas robóticas: clave para la movilidad autónoma
El diseño de las piernas en robótica define la capacidad de un robot para moverse, adaptarse y tomar decisiones en tiempo real. Desde los cuadrúpedos inspirados en mamíferos hasta robots hexápodos tipo insecto, cada configuración tiene propósitos distintos y ventajas específicas.
Esta diversidad de diseños responde a las diferentes necesidades operativas y entornos donde estos robots deben funcionar, representando soluciones específicas a desafíos de movilidad particulares.
Principales tipos de piernas robóticas
1. Bípedos
Solo dos patas, imitan la marcha humana
Mayor complejidad del equilibrio
Ejemplos: Atlas (Boston Dynamics), Ameca
Aplicaciones: robótica humana, investigación de la locomoción humana
Los robots bípedos destacan por su capacidad para moverse en entornos diseñados para humanos, como edificios con escaleras o espacios estrechos. Sin embargo, su equilibrio requiere algoritmos de control extremadamente sofisticados y sensores de alta precisión.
2. Cuadrúpedos
Cuatro patas, como un perro o gato
Gran estabilidad y capacidad para entornos difíciles
Ejemplos: B2 (Unitree), Spot (Boston Dynamics)
Uso: industria, rescate, vigilancia, carga
Esta configuración representa un equilibrio óptimo entre estabilidad y agilidad. Los cuadrúpedos pueden mantener el equilibrio estático (con tres patas) incluso cuando levantan una para sortear obstáculos, convirtiéndolos en la opción preferida para aplicaciones profesionales.
3. Hexápodos
Seis patas articuladas, alto nivel de redundancia
Excelente para terrenos irregulares o inestables
Ejemplos: robots exploradores, modelos de investigación
Usos: exploración científica, educación, pruebas de inteligencia artificial.
La configuración de seis patas permite mantener cinco puntos de apoyo mientras una pata se mueve, lo que da como resultado una estabilidad excepcional a costa de una mayor complejidad mecánica y una menor velocidad de movimiento.
4. Octópodos o más
Ocho o más patas, suelen ser prototipos experimentales
Mayor estabilidad, pero muy lentos
Uso: investigación avanzada en locomoción multiarticular.
Estos diseños maximizan la estabilidad y la capacidad para superar obstáculos complejos, aunque con penalizaciones significativas en velocidad, peso y consumo energético. Se utilizan principalmente en investigación o para entornos extremadamente irregulares.
Elementos comunes en piernas robóticas inteligentes
Motores sin escobillas de alto par que proporcionan la potencia necesaria con un tamaño y peso optimizados
Sensores de fuerza, posición y orientación (IMU ) para adaptación en tiempo real
Múltiples articulaciones con grados de libertad ajustables que imitan la biomecánica natural
Sistemas de control adaptativos basados en IA para responder a los cambios del terreno.
Estos componentes trabajan en conjunto para crear sistemas de locomoción capaces de responder dinámicamente a las condiciones del entorno, ajustando parámetros como la altura del paso, la velocidad o el patrón de marcha.
¿Cómo se calcula el número de patas?
Depende del objetivo:
Tipo de robot Preferencia de patas Humanoide 2 (bípedo) Movilidad ágil 4 (cuadrúpedo) Exploración extrema 6 o más (hexápodo)
La decisión se basa en la estabilidad, la velocidad, la carga, los entornos y el coste. Mientras que los diseños bípedos son más eficientes en espacios diseñados para humanos, los cuadrúpedos y hexápodos ofrecen ventajas significativas en terrenos irregulares o condiciones adversas.
Conclusión
Las piernas robóticas son mucho más que piezas mecánicas: son el punto de contacto entre la robótica y el mundo real. Elegir el tipo adecuado puede marcar la diferencia entre un robot útil y otro limitado.
La evolución de estos sistemas continúa acelerándose, con innovaciones constantes en materiales, actuadores y algoritmos de control que amplían las capacidades y aplicaciones de los robots móviles en diversos sectores.
En PHR Robotics trabajamos con diseños de cuadrúpedos y bípedos según el entorno y la función deseada, siempre buscando el equilibrio entre rendimiento, eficiencia energética y adaptabilidad en movimiento.
Lea nuestro artículo sobre el pedal robótico B2 para saber más sobre esta tecnología.