miércoles, 22 de enero de 2014

Los investigadores aprenden cómo caminan los humanos

Los humanos y algunos de nuestros antepasados homínidos como el Homo erectus han estado caminando durante más de un millón de año, y los investigadores están cerca de descubrir cómo lo hacemos.

Nunca ha estado totalmente claro el cómo los humanos lograron adquirir la rutina, que algunas tildan de milagrosa, que llamamos andar, y mucho menos correr. Pero los descubrimientos publicados en el último mes esbozan una interacción específica entre el tobillo, rodilla, músculos y tendones que mejora la comprensión de una pierna moviéndose hacia adelante en una manera que maximiza el movimiento usando mínimas cantidades de energía.

La marcha humana es extraordinariamente compleja, y aún no se comprende totalmente cómo funciona. Hay una verdadera eficiencia en ello, caminar es casi como una caída pasiva. Los robots existentes hoy en día no caminan para nada de forma parecida a los humanos, ya que carecen de eficiencia en el movimiento y agilidad.

Desde hace tiempo, los investigadores han observado algún tipo de gran poder de empuje cuando la pierna deja el suelo, pero realmente no comprenden como funciona. Ahora, creen haberlo hecho. El estudio ha concluido que hay dos fases en este movimiento. El primero es una fase de "alivio" en el que la pierna trasera se libera de la carga de mantener la masa corporal. A continuación en la fase de "lanzamiento", la rodilla se dobla, lo que permite la rápida liberación de energía elástica almacenada en los tendones del tobillo, como el disparo de una catapulta.

Se ha calculado lo que pueden hacer los músculos y se ha descubierto que es insuficiente, con mucho, para generar este potente empuje. Así pues se tuvo que buscar un mecanismo de amplificación de potencia. La coordinación de rodilla y tobillo es crítica, y al contrario de lo que sugieren otras investigaciones, la energía de catapulta del tobillo es usada justamente para balancear la pierna, no añade grandes cantidades de energía al movimiento de avance.

Los robots que caminan no hacen esto. Muchos de ellos usan fuerza para "balancear" la pierna adelantada a partir de algo parecido a un punto en la cadera. Puede ser funcional, pero ni es energéticamente eficiente ni ágil. Y para un mayor uso de los robots móviles, el uso de energía es crucialmente importante.

Un modelo puede correr una milla en nueve minutos y bajar un peldaño, otros son incluso más avanzados. Los robots con la habilidad de caminar y maniobrar sobre un terreno irregular podría en último término encontrar aplicaciones en extremidades prostáticas, un exoesqueleto para asistir a gente con debilidad muscular, o para usos militares, gestión de catástrofes o cualquier situación peligrosa.

Via OSU

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