“Óptimo” es una función de propósito. Ninguna pata es óptima para un robot que conduce por nuestras carreteras. Ruedas en cambio, y cuatro de ellos parecen ser los más fáciles de diseñar debido a nuestros fundamentos de ingeniería.
Casi todas las configuraciones razonables para caminar involucran pares de piernas. Hay algunos casos en la naturaleza que involucran una tercera pata (por ejemplo, el canguro), pero no están muy bien estudiados, por lo que no ofrecen mucho más que novedad.
Dos patas serían óptimas si tuvieras mucho dinero para tirar al problema. Eso le brinda una locomoción bípeda de estilo humano y la huella vertical razonable más pequeña, lo que significa que el robot podría mezclarse en un entorno humano (centro comercial, lugar de negocios, restaurante, etc.). La desventaja de esto es que es un gran esfuerzo de ingeniería producir robots de dos patas debido a la gran cantidad de potencia de procesamiento requerida para responder a las condiciones de equilibrio en vivo. Hoy en día, un robot bípedo le costará al menos $ 100k, y eso supone que se basa en una investigación establecida.
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Cuatro patas en realidad no te compra mucho, además de una base de soporte más larga para transportar equipaje. Todavía necesita mucha potencia de procesamiento para que funcione si desea evitar mover una pierna a la vez.
Cuando llegue a seis patas ya no tendrá que preocuparse por el equilibrio. Hay muchas cadencias que constantemente mantienen tres patas en el suelo. El mayor poder de procesamiento requerido para mover las patas adicionales es una fracción de la requerida para mantener el equilibrio. En este punto, en realidad está gastando más en materiales que en potencia de procesamiento. Existen numerosos diseños de hexápodos que funcionan con un hardware de control mínimo. El hardware de soporte físico se vuelve más caro aquí, pero la ingeniería mecánica es barata en comparación con la ingeniería de software requerida para realizar el equilibrio.
Otra opción viable sin patas es la movilidad en forma de serpiente. Hay algunos diseños por ahí que implementan esto, pero de nuevo estás hablando de un esfuerzo de investigación significativo. Este tipo de robots son realmente buenos para gatear a través de espacios pequeños (que tiene sus aplicaciones, por supuesto), pero no son particularmente útiles para entornos humanos.
Entonces, ¿por qué la mayoría de los mamíferos terrestres tienen cuatro? Mi mejor conjetura es que permite que un animal favorezca una pierna lesionada mientras evita problemas de equilibrio. Ese problema es increíblemente complejo y particularmente involucra la incapacidad de los animales de cultivar un par de brazos extra de la nada. Con los robots, puedo construir un hexápodo y luego montar un robot de “pasajero” de dos brazos en su parte posterior. La evolución no es tan adaptable.
