Robotica

La navigazione autonoma nei labirinti è attraente ma impegnativa nella robotica morbida per esplorare ambienti non strutturati sconosciuti a priori, poiché spesso richiede un cervello simile a quello umano che integri potenza, sensori e controllo a bordo per l’intelligenza computazionale. Un articolo, pubblicato dal giornale Science Advances (1), spiega come i ricercatori che hanno precedentemente creato un robot morbido in grado di navigare in labirinti semplici senza la guida umana o del computer si sono ora basati su quel lavoro creando un robot morbido “senza cervello” in grado di navigare in ambienti più complessi e dinamici.

I batteri possono sfruttare la meccanica per mostrare una notevole plasticità in risposta ai cambiamenti locali delle condizioni fisiche e chimiche. Le strutture conformi svolgono un ruolo notevole nel comportamento dei taxi, in particolare per la navigazione all'interno di ambienti complessi e strutturati. Meccanismi bioispirati con architetture progettate razionalmente capaci di grandi deformazioni non lineari offrono opportunità per introdurre autonomia in dispositivi ingegnerizzati su piccola scala.

Immagina di voler trasportare una scatola grande e pesante su una rampa di scale. Potresti allargare le dita e sollevare la scatola con entrambe le mani, quindi tenerla sopra gli avambracci e bilanciarla contro il petto, usando tutto il corpo per manipolare la scatola. Gli esseri umani sono generalmente bravi nella manipolazione del corpo intero, ma i robot hanno difficoltà con tali compiti. Per il robot, ogni punto in cui la scatola può toccare qualsiasi punto delle dita, delle braccia e del busto del trasportatore rappresenta un evento di contatto su cui deve ragionare.

Pensa a cosa fai con le mani quando sei a casa la sera a premere i pulsanti sul telecomando della TV o in un ristorante usando tutti i tipi di posate e bicchieri. Queste abilità si basano tutte sul tocco, mentre guardi un programma TV o scegli qualcosa dal menu. Le nostre mani e le nostre dita sono meccanismi incredibilmente abili e altamente sensibili all'avvio.

Una ricerca, pubblicata si Science Advances (1), descrive che i ricercatori della North Carolina State University hanno dimostrato un robot morbido simile a un bruco che può muoversi in avanti, indietro e immergersi in spazi ristretti. Il movimento del caterpillar-bot è guidato da un nuovo modello di nanofili d'argento che utilizzano il calore per controllare il modo in cui il robot si piega, consentendo agli utenti di guidare il robot in entrambe le direzioni.

Abbinare la ricca multimodalità degli organismi naturali, ovvero la capacità di passare dal gattonare al nuotare, dal camminare al saltare, ecc., rappresenta una grande sfida nei campi della robotica morbida e bio-ispirata. La maggior parte dei robot non può. Ma i ricercatori della Carnegie Mellon University hanno creato dei robot morbidi che possono mutare con facilità la tipologia di locomozione.

Il Robotics Institute della Carnegie Mellon University (1) ha un nuovo artista residente. Si chiama FRIDA (2) il braccio robotico con un pennello attaccato ad esso, che utilizza l'intelligenza artificiale per collaborare con gli esseri umani su opere d'arte.

L'ascesa di polimeri che rispondono agli stimoli ha portato a una ricchezza di materiali per robot dal corpo morbido su piccola scala e controllati in modalità wireless. Pensare oltre le mobilità robotiche convenzionali già dimostrate nei sistemi sintetici, come camminare, nuotare e saltare, volare nell'aria per dispersione, planare o persino librarsi è una frontiera ancora da esplorare per i materiali reattivi. I severi requisiti per le prestazioni dell'attuatore, la leggerezza e il design aerodinamico efficace sono alla base delle grandi sfide. Da tempo gli ingegneri sanno come utilizzare questi materiali per realizzare piccoli robot in grado di camminare, nuotare e saltare. Finora nessuno è riuscito a farli volare.

Progettare sistematicamente regole di interazione locale per ottenere comportamenti collettivi negli sciami di robot è uno sforzo impegnativo, specialmente nei micro robot, dove le restrizioni dimensionali implicano gravi limiti di rilevamento, comunicazione e calcolo.

Il futuro del lavoro è qui. Man mano che le industrie iniziano a vedere gli esseri umani lavorare a stretto contatto con i robot, è necessario garantire che la relazione sia efficace, regolare e vantaggiosa per gli esseri umani. L'affidabilità dei robot e la volontà degli esseri umani di fidarsi del comportamento dei robot sono vitali per questo rapporto di lavoro. Tuttavia, catturare i livelli di fiducia umana può essere difficile a causa della soggettività, una sfida che i ricercatori del Wm Michael Barnes ’64 Department of Industrial and Systems Engineering presso la Texas A&M University.