Para el monitoreo ambiental, Agricultura de precisión, mantenimiento de la infraestructura y determinadas aplicaciones de seguridad, lento y energéticamente eficiente puede ser mejor que rápido y siempre necesita una recarga. Ahí es donde entra en juego "SlothBot".

Alimentado por un par de paneles fotovoltaicos y diseñado para permanecer en el dosel del bosque continuamente durante meses, SlothBot se mueve solo cuando debe medir los cambios ambientales, como el clima y los factores químicos en el medio ambiente, que solo pueden observarse con una presencia a largo plazo. El robot hipereficiente de prueba de concepto, descrito el 21 de mayo en la Conferencia Internacional sobre Robótica y Automatización (ICRA) en Montreal, pronto estará colgando entre los cables de las copas de los árboles en el Jardín Botánico de Atlanta.

"En robótica, parece que siempre estamos presionando por más rápido, robots más ágiles y extremos, "dijo Magnus Egerstedt, el Presidente de la Escuela Steve W. Chaddick de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática del Instituto de Tecnología de Georgia e investigador principal de Slothbot. "Pero hay muchas aplicaciones en las que no hay necesidad de ser rápido. Solo tienes que estar ahí fuera de forma persistente durante largos períodos de tiempo, observando lo que está pasando ".

Basado en lo que Egerstedt llamó la "teoría de la lentitud, "El asistente de investigación graduado Gennaro Notomista diseñó SlothBot junto con su colega, Yousef Emam, utilizando piezas impresas en 3-D para los mecanismos de cambio de engranajes y cables necesarios para arrastrarse a través de una red de cables en los árboles. El mayor desafío para un robot trepador de cables es cambiar de un cable a otro sin caerse. Dijo Notomista.

"El desafío es sujetar suavemente un cable mientras agarras otro, ", dijo." Es una maniobra complicada y tienes que hacerlo bien para proporcionar una transición a prueba de fallas. Asegurarse de que los interruptores funcionen bien durante largos períodos de tiempo es realmente el mayor desafío ".

Mecánicamente, SlothBot consta de dos cuerpos conectados por una bisagra accionada. Cada cuerpo alberga un motor de accionamiento conectado a una llanta en la que está montado un neumático. El uso de ruedas para la locomoción es sencillo, energéticamente eficiente y más seguro que otros tipos de locomoción por cable, dicen los investigadores.

SlothBot ha operado hasta ahora en una red de cables en el campus de Georgia Tech. Próximo, una nueva carcasa impresa en 3-D, que hace que el robot parezca más un perezoso, protegerá los motores, engranajes actuadores, cámaras, computadora y otros componentes de la lluvia y el viento. Eso preparará el escenario para estudios a más largo plazo en el dosel de los árboles en el Jardín Botánico de Atlanta, donde Egerstedt espera que los visitantes vean las condiciones de monitoreo de SlothBot tan pronto como este otoño.

El nombre SlothBot no es una coincidencia. Los perezosos de la vida real son pequeños mamíferos que viven en las copas de los árboles de la selva de América del Sur y Central. Ganarse la vida comiendo hojas de árboles, los animales pueden sobrevivir con el equivalente calórico diario de una patata pequeña. Con su lento metabolismo, los perezosos descansan hasta 22 horas al día y rara vez descienden de los árboles donde pueden pasar toda su vida.

"La vida de un perezoso es bastante lenta y no hay mucha emoción en el día a día, "dijo Jonathan Pauli, profesor asociado en el Departamento de Ecología de Bosques y Vida Silvestre de la Universidad de Wisconsin-Madison, quien ha consultado con el equipo de Georgia Tech sobre el proyecto. "Lo bueno de una historia de vida muy lenta es que realmente no necesitas mucha energía. Puedes tener una larga duración y persistencia en un área limitada con muy poca energía durante un largo período de tiempo".

Eso es exactamente lo que los investigadores esperan de SlothBot, cuyo desarrollo ha sido financiado por la Oficina de Investigación Naval de EE. UU.

"Hay muchas cosas que no sabemos sobre lo que realmente sucede bajo áreas densas cubiertas de árboles, "Dijo Egerstedt." La mayor parte del tiempo, SlothBot estará ahí fuera, y de vez en cuando se trasladará a un lugar soleado para recargar la batería ".

Los investigadores también esperan probar SlothBot en una plantación de cacao en Costa Rica que ya alberga perezosos reales. "Los cables que se utilizan para mover el cacao se han convertido en una supercarretera perezosa porque los animales los encuentran útiles para moverse, "Dijo Egerstedt." Si todo va bien, desplegaremos SlothBots a lo largo de los cables para monitorear a los perezosos ".

Egerstedt es conocido por algoritmos que impulsan enjambres de pequeños robots voladores o con ruedas. Pero durante una visita a Costa Rica, se interesó por los perezosos y comenzó a desarrollar lo que él llama "una teoría de la lentitud" junto con el profesor Ron Arkin en la Escuela de Computación Interactiva de Georgia Tech. La teoría aprovecha los beneficios de la eficiencia energética.

"Si está haciendo cosas como el monitoreo ambiental, quieres estar en el bosque por meses, ", Dijo Egerstedt." Eso cambia la forma de pensar acerca de los sistemas de control a un alto nivel ".

Los robots voladores ya se utilizan para el monitoreo ambiental, pero sus grandes necesidades energéticas significan que no pueden quedarse mucho tiempo. Los robots con ruedas pueden arreglárselas con menos energía, pero pueden quedarse atascados en el barro o verse obstaculizados por las raíces de los árboles, y no puede obtener una vista panorámica desde el suelo.

"Lo que cuesta más energía que cualquier otra cosa es el movimiento, "Dijo Egerstedt." Moverse es mucho más caro que sentir o pensar. Para robots medioambientales, solo debes moverte cuando sea absolutamente necesario. Tuvimos que pensar en cómo sería eso ".

Para Pauli, que estudia una variedad de vida silvestre, Trabajar con Egerstedt para ayudar a SlothBot a cobrar vida ha sido gratificante.

"Es genial ver un robot inspirado en la biología de los perezosos, ", dijo." Ha sido divertido compartir cómo los perezosos y otros organismos que viven en estos ecosistemas durante largos períodos de tiempo viven sus vidas. Será interesante ver a los robots reflejando lo que vemos en las comunidades ecológicas naturales ".