«CyberGuy»: un nuevo tipo de vehículo lunar
Kurt Knutsson te presenta a un perro robótico con una fuerza sobrehumana que se está entrenando para misiones lunares.
El espacio cambia las reglas de casi todo, incluso la forma en que debe moverse un robot. En la Tierra, las piernas nos ayudan a mantenernos de pie, a mantener el equilibrio y a caminar por una habitación. En microgravedad, esas mismas piernas pierden gran parte de su utilidad.
Por eso Orbit Robotics, una empresa derivada de la ETH de Zúrich, adoptó un enfoque diferente con Helios. El robot se diseñó con cuatro brazos para que pueda agarrar, sujetar y trabajar dentro de una nave espacial. Dos brazos se encargan de sujetar, mientras que los otros dos manejan herramientas, carga y equipo.
Es un diseño inteligente para un lugar donde flotar es fácil y mantenerse estable es el verdadero reto. A continuación te explicamos cómo funciona Helios y por qué podría cambiar la forma en que los astronautas reciben ayuda en órbita.
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¿ES ESTA CÁPSULA ESPACIAL LA FORMA EN QUE VIVIRÁN Y TRABAJARÁN EN ÓRBITA EN EL FUTURO?
Helios utiliza dos brazos para sujetarse, mientras que los otros dos se encargan de mover la carga, las herramientas y el equipo dentro de la nave espacial. (Orbit Robotics)
¿Por qué el robot espacial Helios tiene cuatro brazos?
Helios cuenta con dos pares de brazos con funciones distintas. Un par sirve para fijar el robot a superficies interiores. El otro par puede manejar herramientas, descargar carga, mover equipos o realizar otras tareas dentro de una nave espacial.
Esa configuración es importante porque, en órbita, la estabilidad y el trabajo deben realizarse al mismo tiempo. Un robot flotante no puede simplemente apoyar los pies, agacharse y recoger algo. Tiene que mantenerse sujeto mientras trabaja.
Ahí es donde Helios cobra sentido. Dos brazos pueden mantenerlo estable mientras los otros dos se encargan del trabajo. En microgravedad, las piernas se convierten en un lastre a menos que puedan agarrar, sujetar o manipular objetos. Helios evita ese problema al convertir todo el cuerpo en una herramienta para moverse y trabajar.
Cómo funciona este robot espacial de cuatro brazos
Orbit Robotics afirma que Helios utiliza un sistema accionado por tendones. En lugar de colocar motores en cada articulación, el robot mantiene muchos de esos motores más cerca de los hombros. A continuación, unos cables y poleas transmiten la fuerza a través de los brazos.
Ese diseño puede reducir el peso en los extremos de los brazos. En el espacio, unos brazos pesados pueden provocar movimientos torpes. Además, un robot necesita control, sobre todo cuando sostiene carga o herramientas cerca de equipos costosos.
Helios también utiliza una articulación de codo de contacto rodante. Puede que parezca un detalle sin importancia, pero en órbita puede marcar una gran diferencia. Una sacudida repentina podría desestabilizar al robot. También podría hacer que lo que lleve el robot saliera volando por la nave espacial. Por eso, un movimiento suave se convierte en una característica de seguridad.
Cómo IKARUS ayudó a dar forma a Helios
Antes de Helios, el equipo creó una plataforma robótica anterior llamada IKARUS. Ese proyecto les ayudó a poner a prueba ideas como la teleoperación, el aprendizaje por imitación y la manipulación con dos brazos. En otras palabras, IKARUS les permitió descubrir cómo un robot podía moverse, imitar tareas y manipular objetos en un entorno similar al espacio.
Esas lecciones ayudaron a dar forma a Helios. Eso es importante porque el equipo espacial rara vez tiene una segunda oportunidad. Un robot diseñado para la órbita tiene que ser fiable, compacto y útil en espacios reducidos. Además, tiene que comportarse de forma predecible cerca de las personas. Helios se basa en ese trabajo anterior con un diseño que se adapta mejor al entorno.
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¿Por qué los astronautas necesitan ayuda robótica en órbita?
Orbit Robotics dice que su misión es liberar a los astronautas, no sustituirlos. Eso suena tranquilizador. Además, tiene sentido desde el punto de vista práctico. Los astronautas son personas altamente capacitadas que realizan uno de los trabajos más caros que se puedan imaginar. Sin embargo, una gran parte del tiempo de la tripulación a bordo de la Estación Espacial Internacional se dedica al mantenimiento.
Algunas estimaciones sitúan el tiempo dedicado al mantenimiento en torno al 35 % del tiempo de la tripulación. A un coste estimado de 140 000 dólares por hora de astronauta, las tareas logísticas básicas pueden resultar sorprendentemente caras. Eso significa que clasificar suministros, trasladar equipos o realizar tareas rutinarias puede suponer un gasto enorme. Helios no tiene que ser un genio para echar una mano. Tiene que moverse por pasillos estrechos, mantenerse estable en ausencia de gravedad y manipular objetos con cuidado. Ese es el objetivo del diseño.
Orbit Robotics ha diseñado Helios con cuatro brazos para que pueda agarrar, sujetar y manejar herramientas dentro de las naves espaciales en condiciones de microgravedad. (Orbit Robotics)
Lo que Helios podría hacer en el espacio
Parece que el primer trabajo de Helios se centrará en tareas dentro de la nave espacial. Eso podría incluir descargar la carga, ayudar a gestionar los suministros, mover el equipo y colaborar en el mantenimiento rutinario. Puede que esas tareas te parezcan aburridas. Pero, en órbita, las tareas aburridas siguen requiriendo tiempo, formación y atención.
Con el tiempo, Orbit Robotics prevé que robots como Helios desempeñen un papel más amplio. Esto podría incluir el mantenimiento de satélites. También podría abarcar la construcción espacial, a medida que las estaciones comerciales y los hábitats orbitales se vayan generalizando.
Si los costes de lanzamiento siguen bajando, habrá más equipos en órbita. Más equipos significan más mantenimiento. Más estaciones significan más logística. Eso abre claramente el camino a robots como Helios, diseñados desde el principio para el espacio.
¿Por qué los robots podrían asumir más tareas espaciales?
Los vuelos espaciales tripulados siguen cautivando la imaginación. Siempre ha sido así. Sin embargo, el cuerpo humano tiene serias limitaciones en el espacio. Los astronautas pueden sufrir exposición a la radiación, pérdida ósea, problemas de visión y efectos cognitivos relacionados con los cambios en los fluidos cerebrales.
Esos riesgos aumentan en las misiones más largas. Los robots no necesitan aire, comida, dormir ni protección contra la radiación como los humanos. Además, pueden asumir riesgos que serían inaceptables para los astronautas.
Eso no hace que los astronautas queden obsoletos de la noche a la mañana. Aun así, cambia el panorama. Si las máquinas pueden encargarse de más trabajo en órbita, los humanos podrían dedicar menos tiempo a las tareas rutinarias y más a la ciencia. Eso podría significar más atención a la investigación relacionada con el envejecimiento, los tratamientos contra el cáncer, la bioimpresión de órganos y otros experimentos que se benefician de la microgravedad.
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¿Podrían los robots espaciales construir la próxima economía espacial?
Si las estaciones espaciales comerciales crecen, necesitarán un mantenimiento constante. Habrá que clasificar la carga. Habrá que trasladar el equipo. Es posible que haya que inspeccionar o reparar las estructuras. Puede que haya que realizar tareas de mantenimiento en los satélites. Los futuros hábitats podrían necesitar robots capaces de montar, mantener y adaptarse.
Ahí es donde una máquina como Helios deja de ser solo un prototipo interesante. Podría llegar a formar parte de la mano de obra que mantiene en funcionamiento la infraestructura espacial.
La gran pregunta es si los humanos seguirán siendo el centro de ese trabajo o pasarán a desempeñar un papel más limitado. Puede que sigamos enviando astronautas a la órbita, pero sus funciones podrían cambiar radicalmente.
En lugar de hacer todo a mano, pueden supervisar robots diseñados para trabajar en lugares donde el cuerpo humano tiene dificultades.
El robot Helios, de cuatro brazos, se diseñó para la gravedad cero, donde las piernas son menos útiles que la capacidad de agarrar y sujetar. (Orbit Robotics)
Lo que Helios podría significar para los futuros robots espaciales
Los ingenieros están empezando a diseñar máquinas para entornos específicos, en lugar de obligarlas a adoptar formas humanas. Ese cambio podría tener repercusiones más allá de la exploración espacial.
En la Tierra, los robots ya trabajan en almacenes, fábricas, hospitales y zonas de catástrofes. En cada caso, puede que el mejor diseño no tenga aspecto humano. Puede que parezca extraño, especializado y un poco inquietante.
Helios demuestra por qué eso puede ser algo positivo. Un robot diseñado para su entorno puede trabajar de forma más eficiente. Además, puede encargarse de tareas peligrosas y ayudar a los humanos a centrarse en trabajos que requieren criterio, creatividad o formación científica.
En lo que respecta al espacio, eso podría significar misiones más seguras. También podría significar que menos astronautas dediquen horas valiosas al mantenimiento rutinario.
Las ideas clave de Kurt
Helios destaca porque se diseñó específicamente para el entorno en el que va a trabajar. En órbita, caminar no sirve de mucho. La capacidad de agarrar, sujetar y manejar equipos cobra mucha más importancia. Eso es lo que hace que el diseño de cuatro brazos sea tan práctico. Le permite al robot sujetarse mientras trabaja, que es justo lo que necesitan los astronautas en microgravedad. Orbit Robotics afirma que Helios está pensado para ayudar a los astronautas, no para sustituirlos. Aun así, este robot plantea una cuestión más importante. A medida que las máquinas se vuelven más capaces, podrían asumir más tareas arriesgadas y repetitivas más allá de la Tierra. Eso podría dar a los astronautas más tiempo para la ciencia, el descubrimiento y las decisiones que requieren juicio humano. También podría cambiar nuestra forma de pensar sobre el envío de personas al espacio en primer lugar.
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