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Proyecto Danzante.
Sistemas articulados (incluido en
Danzante)
La asistencia a una conferencia en la Academia
de Ciencias (RAC) sobre este tema, que previmos interesante para Danzante, nos
sugirió varias ideas.
Los sistemas descritos allí estaban formados
por segmentos (de recta) unidos entre sí en puntos o articulaciones que permiten
girar unos respecto a otros. Son charnelas o goznes. Giran es un un solo plano.
También pueden deslizar esos goznes, lo que supone cambios de longitud en alguno
de los segmentos o tramos. Cuando
de mueve uno de mueven los demás de modo que cuando uno describe una curva
determinado, todos los demás describen curvas, generalmente diferentes, ligadas a
la primera. Así se consigue resolver problemas imposibles con regla y compás
‒las herramientas clásicas de la geometría‒, como la trisección de un ángulo o
la duplicación del volumen. Esa determinación de todas las articulaciones por
todas, esta ligazón determinista es llamada UN grado de libertad.
En nuestros esqueletos,
en lugar de un grado de libertad tenemos varios, con lo que varias rotaciones se
simultanean para alcanzar un objetivo, como apretar un botón (véase
Objetivos y mociones elementales asociados). Es necesario
entonces un criterio de calidad (camino mínimo, tiempo mínimo, esfuerzo mínimo)
para determinar el camino óptimo: un bonito problema, cercano a la ingeniería,
que todos nosotros resolvemos continuamente sin esfuerzo ni consciencia, Sería
muy interesante formalizarlo (¿te animas?).
Comentando esto último
a Miguel Paloma, excelente matemático e ingeniero, me recuerda que este problema
es conocido en robótica como Inverse Kinematics, es decir, dada la trayectoria,
hay que encontrar las rotaciones en cada articulación que la realizan en cada
punto. (Resulta
pues que habíamos descubierto la rueda y la pólvora, con algunos siglos (décadas
sólo en este caso) de retraso. No importa, si el invento es bueno).
Encontramos en
http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_kinematics y en
http://es.wikipedia.org/wiki/Cinem%C3%A1tica_inversa abundante información
sobre estos problemas, muy usados en las cadenas de montaje: brazos articulados
que realizan todo tipo de operaciones antes realizadas a mano humana; o en la
animación por ordenador. Del segundo enlace traemos esta sugerente figura:
.
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actualización:
viernes, 18 de septiembre de 2015
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