Marzo del 2034.- Reporte de la revista Astronaut de la NASA en Marte.
La última nave que nos han enviado se parece más a algo vivo que a un robot.


Poco después de su lanzamiento en la Tierra, la diminuta cápsula desenvolvió su vela y se montó en el viento solar hacia Marte. De camino, un meteoroide perforó un agujero en la vela, pero el material circundante fluyó hacia él y cerró la perforación. A su llegada, la nave espacial se encogió más de 100 veces su volumen para regresar a la seguridad de su cápsula. Después de que esta recibió todo el calor de la entrada en la atmósfera Marciana, volvió a emerger, formando una vela paracaídas para flotar gentilmente hasta la superficie Marciana, cubriendo las rocas como una manta. Ahora se mueve como una amiba gigante por encima del rugoso terreno, fluyendo alrededor de las grandes rocas y por encima de las pequeñas y extendiendo los brazos que llevan los instrumentos. Ayer, encontró evidencia de un mar ancestral. Hizo surgir una antena y transmitió sus observaciones a una nave espacial en órbita, la cual a su vez retransmitió los datos a nuestra base Marciana. En unas pocas semanas, formaremos una expedición para observar el área más de cerca...

Los ingenieros en el Centro Espacial de Vuelos Goddard de la NASA en Greenbelt, Md., llevaron a cabo el primer paso hacia este escenario con una prueba satisfactoria de una pirámide robotizada que cambia de forma. A medida que los ingenieros observaban como padres primerizos, la pirámide robot avanzó a través del piso del laboratorio en el Goddard. Los robots de este tipo llegarán eventualmente a miniaturizarse y a juntarse para formar "enjambres autónomos de nanotecnología” (ANTS por sus siglas en ingles de Autonomous anoTechnology Swarms), que alteran su forma para avanzar sobre terrenos rocosos o para crear estructuras útiles como antenas de radio comunicación o velas solares.

Los ingenieros Ken Lee (derecha, primer plano) y Caner Copperrider trabajando en el prototipo caminador TET en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA. Crédito de la Imagen: NASA.

"Este prototipo es el primer paso hacia el desarrollo de una revolucionaria nave espacial robot con mayores ventajas que los diseños actuales”, dijo el Dr. Steven Curtis, Principal Investigador del proyecto ANTS, una colaboración entre Goddard y el Centro de investigaciones Langley de la NASA en Hampton, Va. Usando herramientas avanzadas de animación, Langley está desarrollando escenarios de operación para el robot del proyecto ANTS.


Al robot lo llaman “TETwalker” en ingles por lo de caminador tetraédrico, porque se asemeja a un tetraedro (una pirámide de 3 lados y una base) En el prototipo, los motores eléctricos están localizados en las esquinas de la pirámide, que se llaman nudos. Los nudos van conectados a puntales que forman los lados de la pirámide. Los puntales pueden alargarse como las patas de un trípode y los motores en los nudos se utilizan para expandir o retraer los puntales o montantes. Esto permite moverse a la pirámide: cambiando la longitud de sus lados altera el centro de gravedad de la pirámide, haciéndola tambalearse de lado. Los nudos también tienen eje, dándole al robot una gran flexibilidad.

El prototipo del TET andarín se desplaza por el piso del laboratorio en el Goddard de la NASA. Crédito de la Imagen: NASA.

En Enero del 2005, el prototipo fue enviado a la estación McMurdo en la Antártica para probarlo en condiciones severas más parecidas a las que podría tener en Marte. La prueba indicó que algunas modificaciones mejorarían su desempeño; por ejemplo, colocar los motores en medio de los puntales en lugar de estar en los nudos simplificaría el diseño de los nudos y aumentaría su fiabilidad.

El prototipo del TETwalker probándose en la estación McMurdo en la Antártica. Crédito de la Imagen: NASA y National Science Foundation. Pulsa aquí para agrandar.

El equipo anticipa que los “TETwalkers” pueden hacerse mucho más pequeños reemplazando sus motores con Sistemas Micro- y Nano-Electro-Mecánicos. El reemplazo de los montantes con cinta metálica o nanotubos de carbono no solo reduciría el tamaño de los robots, si no que aumentaría considerablemente el número que pueden empacarse dentro de un cohete porque los brazos (montantes) de cinta y nanotubos son totalmente retráctiles, permitiendo a la pirámide encogerse hasta el punto donde se tocan todos sus nudos.

Estos “TETwalkers” en miniatura, cuando se unan en enjambres, tendrán mayores ventajas que los sistemas actuales. El grupo tendrá una gran flexibilidad de manera que puede cambiar de forma para obtener muy variadas metas. Por ejemplo, al estar descendiendo por la atmósfera de un planeta, el grupo podría aplanarse completamente para formar un escudo aerodinámico. Después de descender, podría cambiar su forma para adquirir la figura de una serpiente y deslizarse por los terrenos difíciles. Si encuentra algo interesante, puede hacer salir una antena y transmitir los datos a la Tierra. El material altamente plegable también puede ir integrado entre los nudos para el control de temperatura o para crear una vela solar desplegable.

El prototipo del TETwalker probándose en la estación McMurdo en la Antártica. Crédito de la Imagen: NASA y National Science Foundation. Pulsa aquí para agrandar.

Adicionalmente, los nudos estarán diseñados para desconectarse y reconectarse a diferentes montantes. Si un meteoroide o un aterrizaje extremoso provocara una rotura en el enjambre, el sistema podría curarse a sí mismo por medio de reunificar los nodos no dañados. “Las naves espaciales son tan caras porque el fallo en un solo componente puede fastidiar a toda la nave, de modo que las pruebas extensivas y los sistemas redundantes se utilizan para reducir las posibilidades de fallas catastróficas. Nosotros no viviríamos mucho si nuestros cuerpos funcionasen de esa manera. En lugar de ello, cuando nos lastimamos, nuevas células reemplazan a las que se han dañado. De una manera similar, las unidades sin dañar dentro de un enjambre se unirían, permitiendo así tolerar un mayor daño y aún poder llevar a término su misión”, dijo Curtis.


La forma piramidal también es fundamentalmente fuerte y estable. “Si los robots actuales se voltean estando en un planeta lejano, están condenados – no hay manera de enviar a alguien que vuelva a ponerlos en la posición correcta. Sin embargo, los “TETwalkers” se mueven hacia todos lados. Es una manera muy fidedigna de movilizarse”, dijo Curtis.


El equipo está llevando a cabo investigaciones muy extensas en inteligencia artificial para lograr que los robots se muevan, naveguen o trabajen juntos en enjambres, automáticamente. La investigación incluye el desarrollo de nuevas interfaces que integran la toma de decisiones de alto nivel con las funciones de menor nivel que típicamente son manejadas intuitivamente por los organismos vivos, como caminar o reunirse. Todos los sistemas están diseñándose para adaptar y evolucionar en respuesta al medio ambiente.

Artículo de NASA
Aportación deLiberto
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