Un modelo robótico que reproducen el paso, trote y carrera de un insecto de seis patas, con una pérdida insignificante de equilibrio y sin apenas tiempos intermedios en el cambio de ritmo. Se llama NeuroPod y es el proyecto con el que las universidades de Sevilla y Cádiz quieren avanzar en la creación de prótesis más exactas y precisas en las que no existan paradas entre las señales recibidas y los movimientos.
Según señalan desde Fundación Descubre, se trata de la primera implantación de este tipo de un sistema de impulsos motores con respuesta en tiempo real y se basa en una red neuronal artificial con estructura y diseño basados en los modelos biológicos nerviosos.
En el artículo Neuropod: A real-time neuromorphic spiking CPG applied to robotics, publicado en la revista Neurocomputing los investigadores proponen un modelo válido que replica movimientos reales ante estímulos externos con un consumo energético mínimo y reduce el tiempo de computación.
Desplazamientos ante estímulos
El esqueleto está creado con impresión 3D y contiene 18 servomotores que simulan lo que sería el sistema nervioso y motor. Son dispositivos con un decodificador que convierte el movimiento mecánico en pulsos digitales interpretados por un controlador de movimiento. De esta manera, aplican la ingeniería neuromórfica que unifica la biología, la física, las matemáticas, la informática y la electrónica.
Igual que en el organismo, en el que la médula espinal crea pautas de movimiento como los que se producen al respirar, correr o nadar, el robot contiene un generador de patrones centrales (CPG) que ordena los cambios de ritmo a los diferentes sistemas. Estos responden modificando la velocidad o intensidad de la acción concreta de manera inmediata.
Así se crean nuevos desplazamientos rítmicos ante un estímulo concreto sin tiempos de retardo. “El problema, hasta el momento, es que entre la orden y la respuesta existe un tiempo de espera que impide un cambio natural en los ritmos”, afirma el investigador de la Universidad de Sevilla Daniel Gutiérrez, autor del artículo. “Hemos logrado que NeuroPod cree un nuevo compás ante un impulso que vuelve a mantenerse constante sin paradas”.
Neuronas artificiales
Además, el modelo no necesita un servidor, lo que permite utilizar estructuras pequeñas y reducir el coste. Así, logran un robot pequeño, sin retardo en los cambios de movimiento y fácilmente replicable para otras aplicaciones.
El sistema utiliza 30 neuronas artificiales, un número inferior a otros modelos similares. Simulan tres movimientos diferentes en insectos: andar, trotar y correr. Por otro lado, el modelo permite añadir sensores auditivos y visuales. De esta manera, el robot podría responder ante un sonido concreto o una imagen determinada y modificar su patrón automáticamente.
Las neuronas humanas funcionan mediante estímulos eléctricos o químicos que provocan la transmisión de información al organismo. De la misma manera, una neurona artificial recibe un estímulo, en este caso codificado en lenguaje informático, procesa la información y produce una respuesta.
