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.
Reproducir esto en tecnologías robóticas no es tarea fácil. Crédito: Noticias de neurociencia
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.
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.
SpaceX puso en órbita otro lote de sus satélites de Internet Starlink desde la Costa Espacial de Florida esta tarde (30 de octubre).
Un cohete Falcon 9 coronado por 23 naves espaciales Starlink despegó de la estación espacial de Cabo Cañaveral hoy a las 17:10 EDT (21:10 GMT).
La primera etapa del Falcon 9 regresó a la Tierra para un aterrizaje vertical aproximadamente ocho minutos después del despegue, como estaba previsto. Aterrizó en el dron SpaceX “A Shortfall of Gravitas”, estacionado en el Océano Atlántico.
Un cohete SpaceX Falcon 9 lanza 23 satélites de Internet Starlink a órbita desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
Este fue el decimocuarto lanzamiento y aterrizaje de este propulsor en particular, según un Descripción de la misión SpaceX.
La etapa superior del Falcon 9 continuó su viaje hacia el cielo. Desplegará los 23 satélites Starlink en la órbita terrestre baja (LEO) aproximadamente 64 minutos después del despegue, si todo va según lo planeado.
Un cohete SpaceX Falcon 9 se encuentra en la cubierta de un barco en el mar poco después de poner en órbita 23 satélites de Internet Starlink desde la estación espacial de Cabo Cañaveral en Florida, el 30 de octubre de 2024. (Crédito de la imagen: SpaceX)
SpaceX ya ha lanzado más de 100 misiones Falcon 9 en 2024, aproximadamente dos tercios de las cuales están dedicadas a construir la megaconstelación Starlink.
La compañía de Elon Musk opera actualmente cerca de 6.500 satélites Starlink en LEO, y cada vez hay más satélites en crecimiento, como muestra el despegue de hoy.
La NASA ha perfeccionado su lista de posibles lugares de aterrizaje cerca del polo sur de la Luna para su Misión Artemisa 3cuyo objetivo es devolver a los astronautas a la superficie lunar no antes de 2026.
Los nueve sitios preseleccionados, que fueron publicados por la NASA el lunes 28 de octubre, son geológicamente diversos y cada uno tiene el potencial de proporcionar nueva información sobre planetas rocososrecursos lunares y la historia de nuestra sistema solarsegún un declaración por la agencia.
Las ubicaciones específicas en las regiones candidatas se seleccionarán después de que se seleccionen las fechas objetivo del lanzamiento de Artemis 3, según el comunicado, porque estas fechas «dictarán las trayectorias orbitales y las condiciones ambientales de la superficie».
«Cualquiera de estas regiones de aterrizaje nos permitirá hacer ciencia asombrosa y hacer nuevos descubrimientos», dijo Sarah Noble, geóloga lunar de la División de Ciencias Planetarias de la sede de la NASA en Washington, DC, en el comunicado de prensa.
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La misión Artemis 3 tiene como objetivo aterrizar lo suficientemente cerca de áreas cercanas al polo sur de la Luna que nunca ven la luz del sol. En esos lugares, conocidos como regiones persistentemente sombreadas, los científicos sospechan que las capas de hielo que no se han distribuido durante miles de millones de años podrían contener pistas sobre la historia del sistema solar y proporcionar a los astronautas sistemas de soporte vital y combustible para cohetes.
Los MNT en regiones actualizadas también admiten aterrizajes por EspacioXdel Starship Human Landing System (HLS), que transportará a dos astronautas desde nave espacial orión atracado en órbita lunar en la superficie de la luna. EL Astronave HLS está diseñado para servir como hábitat para los miembros de la tripulación durante su estadía de una semana en la luna. También está previsto enviarlos de regreso a Orión cuando el tiempo venir.
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El contrato de SpaceX con NASA requiere que ejecute con éxito un aterrizaje de demostración sin tripulación en la superficie de la Luna antes de transportar astronautas en la misión tripulada Artemis 3. Retrasos en el desarrollo de Starship y también. problemas con el escudo térmico con la cápsula de Orión retrasó la misión Artemis 3 hasta al menos septiembre de 2026aproximadamente un año después de su fecha de lanzamiento original.
Sitios de aterrizaje actualizados para la misión de alunizaje Artemis 3 de la NASA, ahora planificada para 2026 como muy pronto. (Crédito de la imagen: NASA)
A principios de este año, la NASA nota Starship ha superado con éxito varias pruebas de sistemas de acoplamiento, así como más de 30 hitos relacionados con su desarrollo HLS. El siguiente paso crítico es que Starship HLS demuestre la transferencia de propulsor en órbita, ya que Starship no puede volar directamente a la Luna y debe repostar combustible en órbita. Tierra órbita con propulsor proporcionado por una rápida sucesión de al menos 10 lanzamientos de Starship antes de zarpar hacia la luna.
Al mismo tiempo, el desarrollo de un componente crítico por boeing para el nuevo de la NASA Sistema de lanzamiento espacial (SLS), llamado Bloque 1B –un cohete robusto diseñado para aumentar la cantidad de carga que SLS puede entregar a la Luna– cayó recientemente bajo una nube de incertidumbre cuando el gigante aeroespacial supuestamente consideró vender su negocio espacial en un contexto de crecientes problemas financieros. .
A informe exclusivo El Wall Street Journal señaló el viernes pasado (25 de octubre) que las discusiones de Boeing sobre la venta de sus operaciones espaciales, una medida encabezada por el nuevo director ejecutivo de la compañía, Kelly Ortberg, se encontraban «en una etapa temprana». Tampoco está claro qué parte del negocio podría venderse y es posible que la empresa mantenga su papel en el desarrollo de SLS, señala el informe.
Se espera que el vuelo inaugural del SLS Bloque 1B sea la misión de alunizaje Artemis 4, ahora programada para finales de 2028.
Mattel, el fabricante de juguetes detrás de grandes marcas como Barbie y Hot Wheels, está modernizando sus propiedades inmobiliarias, trasladando sus estudios y su centro de diseño a nuevos hogares.
La compañía, con sede en El Segundo, planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60,000 pies cuadrados para 2025. Mattel firmó un acuerdo de varios años para arrendar el espacio de oficinas en 831 S. Douglas St.
Mattel planea trasladar sus estudios a un edificio recientemente renovado de 60.000 pies cuadrados para 2025.
(Cortesía de Continental Development Corp.)
El edificio, ubicado cerca de la actual sede de Mattel en Continental Boulevard, incluye estudios que la compañía utilizará para tomar fotografías y videos para promocionar sus productos, así como un patio con fogatas, una parrilla y un área de cocina. El edificio está cerca de otros servicios, incluidos restaurantes, un club deportivo de alto nivel, hoteles y tiendas. Durante los últimos 30 años, Mattel ha alojado sus estudios en su campus, que incluye varios edificios.
La transacción inmobiliaria es parte de los esfuerzos de Mattel para renovar sus oficinas, ya que la compañía apunta a impulsar la productividad y la creatividad en el lugar de trabajo y al mismo tiempo atraer nuevos empleados. A medida que los trabajadores comienzan a regresar a la oficina después de la pandemia de COVID-19, las empresas están tratando de hacer que la oficina sea más atractiva para los empleados acostumbrados al trabajo remoto.
El interior de un edificio al que Mattel trasladará sus estudios para 2025. Mattel ha firmado un contrato de varios años para alquilar las oficinas en 831 S. Douglas St.
(Cortesía de Continental Development Corp.)
El edificio industrial, que forma parte del campus de Continental Park de Continental Development Corp., fue transformado recientemente para incluir un área de producción de estudio para satisfacer las necesidades creativas de Mattel.
«Los empleadores han estado trabajando para darles a sus empleados razones para querer regresar a la oficina e interactuar con sus pares», dijo Bob Tarnofsky, vicepresidente ejecutivo de bienes raíces de Continental Development. «Las comodidades que ofrecen son muy superiores a las que normalmente veíamos antes de COVID». »
A medida que los empleadores reconsideran el futuro del trabajo, no es raro que las empresas firmen contratos de arrendamiento a más corto plazo, dijo Tarnofsky. Mattel, sin embargo, firmó un contrato de arrendamiento a largo plazo. Se negó a decir cuánto pagó Mattel por el contrato de arrendamiento y cuánto dura.
Un patio con fogatas es parte de las comodidades del edificio.
(Cortesía de Continental Development Corp.)
Este año, Mattel también anunció que trasladaría su centro de diseño, ubicado en Mariposa Avenue durante más de tres décadas, a un edificio recientemente renovado en 2026. El centro, donde los empleados diseñan cabello, ropa y otras piezas de juguete, se ubicará en un espacio de oficinas de 167,767 pies cuadrados conocido como Grand + Nash en 2160 E. Grand Ave. Mattel compró el espacio por 59 millones de dólares a New York Life Insurance.
«Nos estamos embarcando en una importante modernización interior de nuestra sede en 333 Continental Boulevard, infundida con los mismos principios de diseño e inspirada en los esfuerzos de modernización de oficinas de Mattel en todo el mundo», David Traughber, vicepresidente senior de finanzas y director de Mattel. bienes raíces globales, dijo en un comunicado.
Los edificios que actualmente albergan el centro de diseño y operaciones de estudio de Mattel son instalaciones arrendadas que la compañía dejará libres.
En diciembre de 2023, Mattel tenía aproximadamente 33.000 empleados en más de 35 países de todo el mundo, según el informe anual de la empresa. La empresa tiene aproximadamente 2000 empleados en El Segundo y ofrece a sus empleados un ambiente de trabajo híbrido.
