Modelado computacional de locomoción bípeda y cuadrupeda. Aplicaciones para robótica y locomoción animal

Abstract

En este proyecto se alcanzó el objetivo de implementar una herramienta para el modelado computacional de locomoción mediante patas. En el proceso se experimentaron distintas alternativas, para finalmente seleccionar el entorno de Matlab + Simulink. Este entorno permitió integrar de forma eficiente los componentes principales de la herramienta: el motor de simulación dinámica y la optimización mediante algoritmos genéticos. Se implementaron y resolvieron modelos de locomoción bípeda y cuadrúpeda accionados por actuadores mecánicos y por músculos. Los modelos cuentan con patas, cada una de ellas conformadas por 3 cuerpos rígidos vinculados por 3 articulaciones, la cadera, la rodilla y el tobillo. En las simulaciones accionadas por músculos, las articulaciones son accionadas por un par de músculos agonistas y antagonistas para permitir el giro en ambas direcciones. Para representar matemáticamente sus comportamientos se utilizó el modelo muscular de Minetti y Alexander que describe el torque que realiza un músculo sobre una articulación en función de la velocidad de rotación y de ciertas propiedades relativas al músculo y a la articulación: velocidad angular.