Robot “Senza Cervello” Naviga Ambienti Complessi in una Svolta nella Robotica

Nel campo in evoluzione della robotica, i ricercatori hanno introdotto una nuova svolta: un robot morbido che non richiede direzione umana o computer per navigare anche in ambienti complessi. Questa nuova invenzione si basa su lavori precedenti in cui un robot morbido ha dimostrato capacità di navigazione di base in labirinti più semplici.

Sfruttando l’Intelligenza Fisica per la Navigazione

Jie Yin, co-autore corrispondente dello studio e professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale alla North Carolina State University, ha fornito ulteriori informazioni su questo progresso:

“Nel nostro lavoro precedente, abbiamo dimostrato che il nostro robot morbido era in grado di torcersi e girare attraverso un semplice percorso di ostacoli. Tuttavia, non poteva girare a meno che non incontrasse un ostacolo. Questa limitazione significava che il robot poteva sometimes rimanere intrappolato, rimbalzando avanti e indietro tra ostacoli paralleli.”

Ha aggiunto, “Abbiamo sviluppato un nuovo robot morbido che è in grado di girare da solo, consentendogli di attraversare labirinti tortuosi, anche evitando ostacoli in movimento. Tutto ciò è stato realizzato utilizzando l’intelligenza fisica, non dipendendo dalla guida di un computer.”

Il termine “intelligenza fisica” denota il comportamento intrinseco di oggetti dinamici, come i robot morbidi, definito dal loro design strutturale e dai materiali, piuttosto che da un intervento umano o computerizzato esterno.

Questa nuova generazione di robot morbidi utilizza elastomeri a cristalli liquidi a nastro. Quando vengono posizionati su una superficie più calda dell’aria circostante, in particolare al di sopra di 55 gradi Celsius (131 gradi Fahrenheit), il nastro a contatto con la superficie si contrae mentre la parte esposta rimane invariata. Questa discrepanza scatena un movimento di rotolamento, che si accelera con la temperatura della superficie.

Innovazione Attraverso l’Asimmetria

L’aspetto distintivo di questo robot risiede nel suo design. A differenza del suo predecessore simmetrico, la nuova versione comprende due metà distinte. Un segmento si estende in linea retta simile a un nastro torto, mentre l’altro rispecchia un nastro avvolto strettamente a forma di scala a chiocciola.

Questa deviazione nel design porta a un’estremità del robot che esercita più forza dell’altra, provocando un movimento non lineare. Yao Zhao, il primo autore del documento e ricercatore post-dottorato alla NC State, spiega il principio: “Pensate a un bicchiere di plastica con una bocca più larga della base. Quando lo fate rotolare, non segue una traiettoria rettilinea ma arca su una superficie. Questo è l’effetto del suo design asimmetrico.”

Zhao aggiunge ulteriormente, “Il concetto alla base del nostro nuovo robot è abbastanza semplice: a causa del suo design asimmetrico, gira autonomamente senza necessità di contatto con oggetti. Quindi, mentre può ancora reindirizzare il suo percorso quando incontra un oggetto – un tratto che gli consente di attraversare labirinti – non può rimanere intrappolato tra barriere parallele. Il suo movimento a forma di arco gli consente di uscire efficacemente.”

I test su questo robot hanno mostrato la sua capacità di manovrare attraverso labirinti intricati, anche quelli con pareti in movimento. In modo impressionante, poteva infilarsi attraverso aperture più piccole della sua stessa dimensione. Questi test sono stati condotti su diversi terreni, come superfici metalliche e sabbia.

Questo lavoro innovativo introduce una prospettiva innovativa nel design dei robot morbidi. Come afferma Yin, “Questo lavoro è un altro passo avanti nell’aiutarci a sviluppare approcci innovativi al design dei robot morbidi – in particolare per applicazioni in cui i robot morbidi possono sfruttare l’energia termica ambientale.”

Man mano che il mondo della robotica cresce, il potenziale di tali robot morbidi “senza cervello” in applicazioni reali sembra illimitato.