Horoscopo
El avance robótico imita la eficiencia del caminar humano
Resumen: Los investigadores han logrado avances significativos en robótica al replicar la marcha a velocidad variable similar a la humana utilizando un modelo musculoesquelético. Este modelo, impulsado por un método de control reflejo cercano al sistema nervioso humano, mejora nuestra comprensión de la locomoción humana y establece nuevos estándares en la tecnología robótica.
El estudio utilizó un algoritmo innovador para optimizar la eficiencia energética a diferentes velocidades de marcha. Este avance allana el camino para futuras innovaciones en robots bípedos, prótesis y exoesqueletos motorizados.
Reflejos:
- El equipo de la Universidad de Tohoku reprodujo con éxito los mecanismos de marcha humana en un modelo robótico, lo que refleja la complejidad de los sistemas musculoesquelético y nervioso humanos.
- Se desarrolló un algoritmo avanzado para optimizar la eficiencia energética, esencial para replicar la marcha natural de los humanos a velocidad variable.
- Esta investigación tiene un inmenso potencial para avances en robots bípedos, prótesis y exoesqueletos eléctricos, mejorando las soluciones de movilidad y la robótica cotidiana.
Fuente: Universidad de Tohoku
Normalmente no pensamos en ello mientras lo hacemos, pero caminar es una tarea complicada. Controlados por nuestro sistema nervioso, nuestros huesos, articulaciones, músculos, tendones, ligamentos y otros tejidos conectivos (es decir, el sistema musculoesquelético) deben moverse coordinadamente y responder a cambios o perturbaciones inesperadas a velocidades variables y de manera muy eficiente. Reproducir esto en tecnologías robóticas no es tarea fácil.
Ahora, un grupo de investigación de la Escuela de Graduados en Ingeniería de la Universidad de Tohoku ha replicado la marcha humana a velocidad variable utilizando un modelo musculoesquelético, impulsado por un método de control de reflejos que refleja el sistema nervioso humano. Este avance en biomecánica y robótica establece un nuevo punto de referencia en la comprensión del movimiento humano y allana el camino para tecnologías robóticas innovadoras.
Los detalles de su estudio han sido publicados en la revista. Biología Computacional PLoS el 19 de enero de 2024.
«Nuestro estudio abordó el complejo desafío de reproducir una marcha eficiente a diferentes velocidades, una piedra angular del mecanismo de la marcha humana», destaca el profesor asociado Dai Owaki y coautor del estudio con Shunsuke Koseki y el profesor Mitsuhiro Hayashibe.
“Este conocimiento es esencial para ampliar los límites de la comprensión de la locomoción, la adaptación y la eficiencia humanas. »
Este éxito se debe a un algoritmo innovador. El algoritmo evolucionó más allá del método de mínimos cuadrados convencional y ayudó a diseñar un modelo de circuito neuronal optimizado para la eficiencia energética en varias velocidades de caminata.
Un análisis intensivo de estos circuitos neuronales, en particular los que controlan los músculos durante la fase de balanceo de las piernas, ha revelado elementos esenciales de las estrategias de caminata energéticamente eficientes. Estas revelaciones mejoran nuestra comprensión de los complejos mecanismos de las redes neuronales que subyacen a la marcha humana y su eficiencia.
Owaki enfatiza que el conocimiento descubierto en el estudio ayudará a sentar las bases para futuros avances tecnológicos.
“La exitosa emulación de la marcha a velocidad variable en un modelo musculoesquelético, combinada con circuitos neuronales sofisticados, marca un avance crucial en la fusión de la neurociencia, la biomecánica y la robótica. Revolucionará el diseño y desarrollo de robots bípedos de alto rendimiento, prótesis avanzadas y exoesqueletos eléctricos de última generación.
Estos avances podrían mejorar las soluciones de movilidad para personas con discapacidad y hacer avanzar las tecnologías robóticas utilizadas en la vida diaria.
De cara al futuro, Owaki y su equipo esperan perfeccionar aún más el marco de control de reflejos para recrear una gama más amplia de velocidades y movimientos al caminar humanos. También planean aplicar los conocimientos y algoritmos del estudio para crear prótesis, trajes eléctricos y robots bípedos más adaptables y energéticamente eficientes. Esto incluye integrar los circuitos neuronales identificados en estas aplicaciones para mejorar su funcionalidad y la naturalidad de sus movimientos.
Acerca de esta noticia de investigación en robótica
Autor: Relaciones públicas
Fuente: Universidad de Tohoku
Contactar: Relaciones Públicas – Universidad de Tohoku
Imagen: La imagen está acreditada a Neuroscience News.
Investigacion original: Acceso libre.
«Identificación de factores esenciales para un control de la marcha energéticamente eficiente en una amplia gama de velocidades en sistemas musculoesqueléticos basados en reflejos» por Dai Owaki et al. PLOS Biología Computacional
Abstracto
Identificación de factores esenciales para un control de la marcha energéticamente eficiente en una amplia gama de velocidades en sistemas musculoesqueléticos basados en reflejos
Los humanos pueden generar y mantener una amplia gama de velocidades al caminar mientras optimizan su eficiencia energética. Comprender los complejos mecanismos que rigen la marcha humana contribuirá a aplicaciones técnicas como robots bípedos energéticamente eficientes y dispositivos de asistencia para caminar. Los mecanismos de control basados en reflejos, que generan patrones motores en respuesta a la retroalimentación sensorial, se han mostrado prometedores para generar una marcha similar a la humana en modelos musculoesqueléticos.
Sin embargo, la regulación precisa de la velocidad sigue siendo un gran desafío. Esta limitación dificulta la identificación de los circuitos reflejos esenciales para caminar con eficiencia energética. Para explorar el mecanismo de control de reflejos y comprender mejor su mecanismo de mantenimiento de ahorro de energía, ampliamos el sistema de control basado en reflejos para permitir velocidades de marcha controladas según las velocidades objetivo.
Desarrollamos un nuevo método de mínimos cuadrados ponderados por rendimiento (PWLS) para diseñar un modulador de parámetros que optimice la eficiencia de la marcha mientras mantiene la velocidad objetivo para el sistema bípedo basado en reflejos.
Generamos con éxito ritmos de caminata de 0,7 a 1,6 m/s en un modelo musculoesquelético bidimensional basado en una velocidad objetivo ingresada al entorno de simulación. Nuestro análisis detallado del modulador de parámetros en un sistema basado en reflexión reveló dos circuitos reflejos clave que impactan significativamente la eficiencia energética.
Además, se confirmó que este resultado no se vio influenciado por los parámetros de ajuste, es decir, la longitud de la pierna, el retraso sensorial y los coeficientes de peso en la función de costo objetivo.
Estos resultados proporcionan una poderosa herramienta para explorar las bases neuronales del control de la locomoción, al tiempo que arrojan luz sobre los complejos mecanismos subyacentes a la marcha humana y tienen un potencial significativo para aplicaciones prácticas en ingeniería.
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John Bailey, director del Centro Espacial John C. Stennis (foto de la NASA)
- El Centro Espacial Stennis de la NASA, ubicado en el condado de Hancock, alberga a más de 50 inquilinos residentes con una fuerza laboral total de más de 5200 personas.
John Bailey ha sido nombrado director del Centro Espacial Stennis de la NASA en el condado de Hancock, Mississippi, con efecto inmediato.
Bailey se había desempeñado como director interino desde enero.
En una declaración anunciando el nombramiento de Bailey, el administrador de la NASA, Bill Nelson, dijo que confiaba en que Bailey conduciría el sitio de pruebas de propulsión más grande y principal del país hacia un éxito aún mayor.
«John aprovechará sus casi 35 años de servicio federal para liderar nuestra talentosa fuerza laboral en Stennis», dijo Nelson. “Gran parte de la NASA pasa por Stennis. Es donde perfeccionamos nuevas e interesantes capacidades en el sector aeroespacial, tecnológico y de exploración del espacio profundo.
Durante su carrera, Bailey sirvió en la Fuerza Aérea de los Estados Unidos y la NASA. Se unió al equipo Stennis de la NASA en 1999 y posteriormente ocupó varios puestos. Fue nombrado director asociado de NASA Stennis en 2018 y seleccionado subdirector del centro en 2021.
El Centro Espacial Stennis de la NASA alberga a más de 50 inquilinos residentes con una fuerza laboral total de más de 5200 personas. Es un centro de pruebas clave para los sistemas de lanzamiento, propulsión y motores de la agencia federal.
Stennis también está creciendo, convirtiéndose en un centro aeroespacial y tecnológico con sistemas inteligentes y autónomos en desarrollo necesarios para la exploración del espacio profundo.
«Este es un momento emocionante para la NASA Stennis y me siento profundamente honrado de liderar su gran familia de empleados que conforman esta tremenda fuerza laboral», dijo Bailey en el anuncio.
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Volver a los primeros días del universo parece algo que sólo sería posible en la ciencia ficción, pero los expertos han logrado encontrar algo muy lejano en las profundidades del tiempo y real.
Algunos de los astrónomos más importantes del mundo han descubierto algo «realmente sorprendente» ocurrido hace miles de millones de años que podría cambiar por completo la comprensión de nuestro universo.
Este es el resultado del estudio de los resultados de la cámara de infrarrojo cercano (NIRCam) del telescopio espacial James Webb de la NASA.
Esta tecnología extremadamente avanzada permite a los expertos estudiar las galaxias más antiguas del universo, dando una indicación de las condiciones que existían hace muchos, muchos años.
El universo tiene alrededor de 13,7 mil millones de años y un equipo de investigadores de la Universidad de Durham pudo observar datos conocidos como formación de barras apenas unos miles de millones de años después de que se formara el universo, lo cual es bastante sorprendente de comprender.
Esto es más que las observaciones anteriores del Telescopio Espacial Hubble, que ofrecen una visión de las condiciones de hace nueve mil millones de años.
Los hallazgos del equipo se publican en la revista. Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.
iStock
Los nuevos descubrimientos son más significativos que simplemente ofrecer una visión del pasado más lejana que antes. De hecho, la naturaleza de los hallazgos podría significar que es posible que sea necesario reevaluar nuestra comprensión de los primeros días del universo.
Esto se relaciona con las formaciones de barras, porque la presencia de estas formas más sedentarias es un indicador de ambientes más sedentarios, en comparación con la naturaleza más caótica de las galaxias durante su período de gestación anterior.
Zoe Le Conte es investigadora de doctorado en el Centro de Astronomía Extragaláctica del Departamento de Física de la Universidad de Durham y también es la autora principal de la investigación.
Le Conte dijo: “Las galaxias del universo primitivo están madurando mucho más rápido de lo que pensábamos. Esto es una verdadera sorpresa porque se esperaría que el universo en este punto fuera muy turbulento con muchas colisiones entre galaxias y mucho gas que aún no se ha convertido en estrellas.
“Sin embargo, gracias al Telescopio Espacial James Webb, estamos viendo muchas de estas barras mucho antes en la vida del Universo, lo que significa que las galaxias se encontraban en una etapa más avanzada de su evolución de lo que se pensaba anteriormente.
«Esto significa que tendremos que ajustar nuestra visión sobre la evolución temprana de las galaxias».
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Horoscopo
SpaceX lanza 23 satélites Starlink en el vuelo Falcon 9 desde Cabo Cañaveral – Spaceflight Now
Tras el histórico lanzamiento de dos satélites Galileo por parte de la Comisión Europea, SpaceX ha lanzado otro lote de sus propios satélites de Internet de alta velocidad Starlink. El lanzamiento del Falcon 9 el domingo por la noche marcó el 29º lanzamiento dedicado de satélites Starlink en 2024.
El despegue de la misión Starlink 6-54 desde el Complejo de Lanzamiento Espacial 40 (SLC-40) en la Estación Espacial de Cabo Cañaveral (CCSFS) tuvo lugar a las 6:08 p.m.EDT (2208 UTC).
El propulsor de primera etapa Falcon 9 que respalda esta misión, número de cola B1076 en la flota de SpaceX, se lanzó por decimotercera vez. Anteriormente apoyó los lanzamientos de Ovzon 3, Intelsat IS-40e, el vuelo número 26 de Servicios de Reabastecimiento Comercial (CRS-26) de SpaceX y seis misiones Starlink.
Poco más de ocho minutos después del despegue, B1076 aterrizó en el dron SpaceX, “Simplemente lea las instrucciones”. Este fue el aterrizaje número 80 del JRTI y el aterrizaje de refuerzo número 301 hasta la fecha.
En una publicación en las redes sociales, Kiko Dontchev, vicepresidente de lanzamiento de SpaceX, señaló que el equipo completó una rotación de cinco horas desde JRTI a Puerto Cañaveral entre la llegada y la salida del dron para apoyar la misión Starlink 6-54.
Los 23 satélites Starlink se suman a los 5.874 actualmente en órbita, según cifras compiladas el 24 de abril por el astrónomo y experto en seguimiento orbital Jonathan McDowell. Antes de este lanzamiento, se lanzaron 633 satélites Starlink en 2024.
El miércoles, SpaceX anunció que los Estados Federados de Micronesia, un país insular en el Océano Pacífico al este de Australia, fue el último país en agregarse a la lista de países donde el servicio Starlink está disponible.
Aterrizar y aterrizar en el dron Solo lee las instrucciones pic.twitter.com/qbVzhByVZZ
– EspacioX (@SpaceX) 28 de abril de 2024
Salida del dragón
El lanzamiento de Starlink 6-54 se produce apenas unas horas después de que SpaceX Cargo Dragon se separara de la Estación Espacial Internacional para comenzar su viaje de aproximadamente 36 horas para aterrizar frente a la costa de Florida. El desacoplamiento tuvo lugar a la 1:10 p. m. EDT (5:10 p. m. UTC).
El aterrizaje del martes por la mañana concluirá la misión CRS-30. Estuvo acoplado a la ISS durante más de 30 días y regresará con más de 4.000 libros de experimentos científicos.
La operación es también otro paso importante hacia el lanzamiento de la primera misión tripulada de Boeing al puesto orbital utilizando su nave espacial Starliner.
Antes de que pueda realizarse ese lanzamiento, SpaceX debe mover su nave espacial Crew Dragon Endeavour desde el puerto orientado hacia adelante al puerto orientado hacia el espacio del módulo Harmony. Esta maniobra debería tener lugar el 2 de mayo.
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