A continuación presento parte de mi investigación de tesis doctoral relacionada con la utilización de técnicas de Cómputo Evolutivo en el diseño de sistemas de dinámica híbrida, como es el caso de los Caminadores Bipedos Pasivos.
El artículo completo se encuentra publicado en la revista IEEE Access y es de libre acceso. Puedes verlo aquí.
Resumen
El diseño paramétrico de Caminadores Bípedos Pasivos (CBPs) ha sido abordado a partir de considerar únicamente la dinámica de su plano sagital. Sin embargo, con el objetivo de obtener una descripción paramétrica completa, la dinámica del plano frontal también debe ser considerada. Así, se propone un problema de diseño concurrente para obtener el diseño sinérgico de un CBP que cumpla simultáneamente los requerimientos funcionales de ambos planos. El enfoque de diseño concurrente se establece como un problema de optimización dinámica no lineal, discontinuo y variables de diseño mixtas, el cual se resuelve por medio de cuatro variantes del algoritmo de Evolución Diferencial (ED).
Se propone una función de desempeño que evalúa las diferencias entre valores de mapeos de Poincaré asociados a ciclos de marcha consecutivos, donde la minimización de tales diferencias induzca la convergencia hacia un ciclo límite en ambos planos del CBP. Se realiza un estudio comparativo entre el enfoque concurrente propuesto y un proceso de diseño secuencial aplicado al caso particular de un CBP de un articulación y pies curvados.
Los resultados de simulación muestran las ventajas del diseño concurrente para lograr ciclos de marcha estables en ambos planos del CBP. Adicionalmente, se realiza un análisis estadístico de las variantes de ED aplicadas, donde la variante ED/best/1/bin promueve un compromiso eficiente entre exploración y explotación en la búsqueda de soluciones dentro del espacio objetivo. Para el problema en particular, estas características de búsqueda demuestran la alta reconfigurabilidad del diseño, principalmente relacionada con la diversidad de los materiales provista por el optimizador.