La locomozione bipede e quadrupede rappresenta una sfida continua per i robot. Negli ultimi anni in questo campo si sono registrati grandi progressi e il motivo per cui vi si insiste è che le zampe aprono al mondo dei robot infinite possibilità di azione. Se le principali riguardano il loro dinamismo, ovvero la capacità di muoversi su terreni accidentati, superare ostacoli, arrampicarsi su pareti e districarsi in molte altre situazioni che ruote e cingoli non possono affrontare, non va neanche trascurato il fatto che le zampe possono essere strumenti per interagire con il mondo circostante, ad esempio per spostare oggetti.
Novità dalla Pennsylvania
Purtroppo, però, costruire robot quadrupedi è complesso, costoso e richiede tempo. È vero che in diversi laboratori di ricerca ci sono già robot quadrupedi che stanno facendo un ottimo lavoro, ma per vere applicazioni nel mondo di tutti giorni questo tipo di configurazione resta ancora difficile da mettere a punto.
Un’importante novità in questo senso arriva dagli Stati Uniti, dove una giovane realtà, Ghost Robotic, startup del laboratorio di robotica della University of Pennsylvania guidato dal professor Daniel Koditschek, e creata dai suoi dottorandi Gavin Kenneally e Avik De, ha sviluppato un robot quadrupede, chiamato Minitaur, davvero interessante.
Minitaur è infatti un piccolo robot a quattro zampe, misura 40 x 28 centimetri, con un peso di circa 6 chilogrammi e una capacità di carico di 3 chilogrammi, in grado di camminare, correre, saltare, salire e scendere le scale, ma anche di aprire porte, scalare recinzioni e fare salti mortali. Eccolo all’opera in questo video
I vantaggi della trasmissione diretta
Ciò che contraddistingue questo prototipo, rispetto agli altri robot dotati di zampe, è il particolare design delle zampe, ma soprattutto l’impego di motori a trasmissione diretta. Questo significa che non ci sono ingranaggi tra i motori elettrici, le gambe e il terreno e nessun elemento elastico: in pratica un sistema rigidamente connesso. Se ciò potrebbe apparire un aspetto negativo, in quanto potrebbe comportare una perdita della capacità del robot di adattarsi alle varie situazioni (risultato che viene raggiunto ad esempio attraverso l’utilizzo di molle, sensori di corrente), in Minitaur non lo è.
Sono infatti i suoi motori, in fase di brevetto, a comportarsi come molle e, insieme ai sensori che operano in parallelo, gli forniscono una perfetta indicazione sulla forza da utilizzare, permettendogli di adattarsi alle più diverse situazioni. A questo si uniscono gli encoder ad elevata velocità e alta risoluzione che, processando i dati rilevati dai sensori, gli consentono di “vedere” e “sentire” il terreno, e il software che lo rende in grado di decidere in modo intelligente e in tempo reale su forza, andature e velocità da adottare.
Tutto ciò consente al piccolo robot di muoversi con sicurezza sui terreni più accidentati, di saltare senza perdere l’equilibrio, ci correre con una velocità massima di 2 m/s, di girare a 1 rad/s, di compiere balzi fino a un’altezza di quasi mezzo metro (48 cm), ma anche di raddrizzarsi senza ausilio umano e di bilanciarsi in totale autonomia quando esegue compiti complessi.
E anche a basso costo
Minitaur, che può essere gestito da remoto tramite joystick, può essere programmato per far funzionare le zampe con diverse andature, come camminata, trotto, corsa, sempre in funzione dell’ambiente dove agisce.
Questo rappresenta un altro fattore che rendono il robot idoneo per una vasta gamma di applicazioni, dalle esplorazioni di terreni, anche in ambito spaziale al supporto nella pubblica sicurezza o nelle emergenze mediche, dal trasporto di carichi contenuti a tutte le opportunità, in campo militare, soccorso, aperte dalla possibilità di dotare questi robot della più diversa sensoristica.
Dalla sua Minitaur ha anche il costo: attualmente il robot sarebbe sul mercato a un prezzo di 10.000 dollari, non proprio regalato, ma da considerare basso rispetto agli altri modelli dotati di quattro zampe e con le sue funzionalità. Prezzo comunque che secondo i suoi padri, con un rapido arrivo in ambiente commerciale potrebbe ridursi di molto, fino a 1500 dollari o, addirittura, meno.
