Centopiedi robot vanno a fare una passeggiata

Centopiedi robot vanno a fare una passeggiata

Timestamp: 29 maggio 2023 7:05
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29 maggio 2023 (Notizie Nanowerk) I ricercatori del Dipartimento di Scienze Meccaniche e Bioingegneria dell'Università di Osaka hanno inventato un nuovo tipo di robot ambulante che sfrutta l'instabilità dinamica per spostarsi. Modificando la flessibilità degli accoppiamenti, il robot può essere fatto girare senza la necessità di complessi sistemi di controllo computazionale. Questo lavoro potrebbe aiutare la creazione di robot di salvataggio in grado di attraversare terreni irregolari. La maggior parte degli animali sulla Terra ha sviluppato un robusto sistema di locomozione utilizzando le gambe che fornisce loro un elevato grado di mobilità in un’ampia gamma di ambienti. Con una certa delusione, gli ingegneri che hanno tentato di replicare questo approccio hanno spesso scoperto che i robot dotati di gambe sono sorprendentemente fragili. La rottura anche di una gamba a causa dello stress ripetuto può limitare gravemente la capacità di funzionamento di questi robot. Inoltre, il controllo di un gran numero di giunti in modo che il robot possa attraversare ambienti complessi richiede molta potenza del computer. I miglioramenti in questo progetto sarebbero estremamente utili per costruire robot autonomi o semi-autonomi che potrebbero fungere da veicoli di esplorazione o di salvataggio ed entrare in aree pericolose. Robot Myriapod (A) e meccanismo di flessibilità dell'asse corporeo variabile Robot Myriapod (A) e meccanismo di flessibilità dell'asse corpo variabile (B. Vista frontale, C. Vista dall'alto, D. Schemi della vista dall'alto). (Immagine: CC BY-NC, 2023, Aoi et al., Soft Robotics) Ora, i ricercatori dell'Università di Osaka hanno sviluppato un robot biomimetico "miriapode" che sfrutta un'instabilità naturale in grado di convertire la camminata dritta in movimento curvo. In uno studio pubblicato di recente su Robotica morbida ("Locomozione manovrabile ed efficiente di un robot miriapode con flessibilità variabile dell'asse corporeo tramite instabilità e biforcazione"), i ricercatori dell'Università di Osaka descrivono il loro robot, composto da sei segmenti (con due gambe collegate a ciascun segmento) e giunti flessibili. Utilizzando una vite regolabile è possibile modificare la flessibilità degli accoppiamenti con motori durante il movimento della camminata. I ricercatori hanno dimostrato che l’aumento della flessibilità delle articolazioni porta a una situazione chiamata “biforcazione del forcone”, in cui la camminata dritta diventa instabile. Invece, il robot passa alla camminata seguendo uno schema curvo, a destra o a sinistra. Normalmente, gli ingegneri cercherebbero di evitare di creare instabilità. Tuttavia, farne un uso controllato può consentire una manovrabilità efficiente. "Siamo stati ispirati dalla capacità di alcuni insetti estremamente agili che consente loro di controllare l'instabilità dinamica nei propri movimenti per indurre rapidi cambiamenti di movimento", afferma Shinya Aoi, autore dello studio. Poiché questo approccio non guida direttamente il movimento dell’asse del corpo, ma ne controlla piuttosto la flessibilità, può ridurre notevolmente sia la complessità computazionale che il fabbisogno energetico. Schemi di deambulazione stabili e instabili a seconda della flessibilità dell'asse del corpo Schemi di deambulazione stabili e instabili a seconda della flessibilità dell'asse del corpo. (Immagine: CC BY-NC, 2023, Aoi et al., Soft Robotics) Il team ha testato la capacità del robot di raggiungere posizioni specifiche e ha scoperto che poteva spostarsi seguendo percorsi curvi verso obiettivi. “Possiamo prevedere applicazioni in un’ampia varietà di scenari, come ricerca e salvataggio, lavoro in ambienti pericolosi o esplorazione su altri pianeti”, afferma Mau Adachi, un altro autore dello studio. Le versioni future potrebbero includere segmenti aggiuntivi e meccanismi di controllo.

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