No estoy seguro de estar de acuerdo en que la caminata bípeda es mucho más difícil que el control del avión. Depende de como lo veas.
Muchos robots pueden caminar (caminar bípedo) y muchos aviones son difíciles de controlar debido a sus características de vuelo o las condiciones de vuelo. Es más fácil para los robots caminar en buenas condiciones. Hay muchas condiciones climáticas demasiado difíciles para controlar muchos aviones. Ocasionalmente, algunos de esos aviones con cientos de personas en ellos se estrellan debido a esto.
Pero centrémonos en lo que dificulta la locomoción bípeda en los robots y por qué los robots andantes no están en la casa de todos, ya que creo que esa es su verdadera pregunta.
Caminar requiere comprender y reaccionar sobre cómo el medio ambiente y la gravedad aplicarán fuerzas y moverán su cuerpo. La mayoría de los robots que caminan miden la orientación de todas sus partes y tienen un sensor de inercia (como su oído interno) que les dice cómo están orientados con la gravedad, por lo que pueden predecir (y controlar) la influencia de la gravedad en su movimiento.
Comprender cómo el medio ambiente te aplicará fuerzas es más difícil. Caminar sobre una superficie dura y lisa es fácil porque puede hacer suposiciones sobre cómo es el contacto entre el pie y el piso, y cuál es la fricción entre ellos. Muchos robots que caminan tendrán un sensor de fuerza-torque en el tobillo para ayudar a medir estos contactos. Algunos tendrán sensores de contacto en la planta del pie.
Si intenta caminar sobre una superficie irregular o inestable, se vuelve mucho más difícil. Ya no puede hacer suposiciones, sino que debe estimar en tiempo real cuál es la fricción del contacto. Esto es difícil de hacer sin los sensores correctos, y si el robot fue diseñado con un montón de suposiciones sobre el entorno para caminar en mente, tendrá dificultades en un entorno diferente. Si estima que la fricción y el apoyo del pie son incorrectos, el robot se resbala y cae.
Eso es contacto con los pies ... pero, por supuesto, cuando navegamos por un entorno en el que usamos nuestras manos para la estabilidad, podríamos apoyarnos contra algo temporalmente, tropezar con cosas y recuperarnos de eso. Si observa la investigación que se está realizando en robótica humanoide, verá que diferentes proyectos han investigado (y hasta cierto punto, resuelto) todos estos problemas.
Ahora piense en las cosas que hacen que su caminar falle. Un pequeño labio que no viste en una puerta te hará tropezar. Un paso que tiene una altura diferente a los demás puede hacer que tropieces. Una superficie sobre la que está parado que se derrumba hará que pierda el equilibrio. Un buen robot caminante tendrá que percibir y controlar todas estas cosas. Entonces, no solo necesitamos control para caminar y control para la recuperación de excepciones, sino también una buena percepción y modelos de entorno para predecir dónde necesitamos cambiar nuestro control a un enfoque diferente y más apropiado.
El problema se vuelve muy complejo. No es un problema de control, es un sistema total de percepción, planificación, reflejo y control que debe diseñarse. Cada año avanzamos, pero se necesita más progreso en la creación de un sistema con toda la detección, fusión de sensores, procesamiento y actuación necesarios para una buena locomoción bípeda en entornos humanos.
¿Por qué es tan difícil caminar? Si tuviera que elegir uno, diría que la percepción es el área que necesita más trabajo, en lugar de control.