Interviste
Dott. David Zarrouk, Direttore del Laboratorio di Robotica Bioispirata e Medica – Serie di Interviste
Aggiungi Unite.AI alle tue fonti preferite su Google
David è un docente senior (professore assistente) presso il dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università Ben-Gurion del Negev e direttore del Laboratorio di Robotica Bioispirata e Medica. I suoi interessi sono nel campo della biomimetica, dei millisistemi, della robotica in miniatura, delle interazioni flessibili e scivolose, della robotica spaziale, dei meccanismi sottostimati e minimamente azionati e della cinematica teorica.
Cosa ti ha inizialmente attratto nel campo della robotica?
Fin dalla mia infanzia, sono sempre stato affascinato dalle macchine. Ho sempre cercato di costruirle e, dopo essermi laureato in Ingegneria Meccanica, sono stato entusiasta di potermi concentrare sullo sviluppo di robot presso l’Università Ben-Gurion del Negev che possono strisciare all’interno del corpo.
Hai un dottorato in robotica medica. Quali sono alcuni dei tipi di applicazioni di robotica medica che ti entusiasmano di più?
Qualsiasi applicazione che richieda precisione e possa essere programmata è un possibile candidato per una soluzione robotica. Due robot su cui ho lavorato in passato erano quelli che strisciano all’interno del corpo e eseguono interventi di chirurgia cerebrale utilizzando aghi.
Uno dei robot che hai creato si chiama The Flying Star, un robot ibrido che striscia e vola. Qual è stata l’ispirazione dietro questo robot?
Il meccanismo di dispersione dei robot STAR è ispirato agli insetti, ma include ruote che combinano i vantaggi delle creature bioispirate e dei veicoli a ruote.
Quali sono stati alcuni dei challenge nella costruzione di The Flying Star?
The Flying STAR non è un quadricottero regolare, poiché cambia l’orientamento delle sue ali, il che influenza la sua dinamica di controllo generale. Le diverse variabili di progettazione sono state impegnative all’inizio e il passaggio tra la modalità di volo e quella di guida ha richiesto parti uniche che abbiamo dovuto sviluppare da soli.
Sono stato colpito dalla versatilità di The Flying Star, che può letteralmente schivare ostacoli, strisciare sotto di essi, volare sopra di essi, ecc. Puoi discutere di come The Flying Star prende la decisione su quale modalità di trasporto utilizzare? Come sceglie se strisciare sotto un oggetto o volare sopra di esso?
The flying STAR è stato progettato inizialmente per scopi di ricerca e salvataggio e per la consegna di pacchi nell’ultimo miglio. Stiamo sviluppando algoritmi per determinare quando volare o guidare in base alle distanze e ai requisiti energetici, ma anche alla forma dell’ostacolo. L’algoritmo di decisione, che è ancora in fase di sviluppo, si baserà sulla mappatura della camera dell’ambiente circostante. Se un’apertura è sufficientemente alta per strisciarci sotto, il FSTAR semplicemente guiderà attraverso di essa. Altrimenti, volerà. Un operatore umano potrebbe ancora essere necessario in spazi confinati impegnativi (come macerie).
La mia prima impressione quando ho visto il video del Minimally actuated Reconfigurable Continuous Track Robot, è che con una telecamera sulla sua prua sarebbe perfetto per la ricerca e il salvataggio. Quali sono alcuni casi d’uso che ti immagini per un tale robot?
Il robot a traccia continua riorganizzabile è stato sviluppato principalmente per scopi di ricerca e salvataggio in terreni difficili come le macerie. Tuttavia, può anche essere utilizzato per altre applicazioni come l’estrazione, l’agricoltura e lo strisciamento all’interno di tubi per la manutenzione industriale.
Uno dei tuoi progetti precedenti è SAW, un Minimally actuated Reconfigurable Continuous Track Robot. Qual è stata l’ispirazione dietro questo robot?
Il robot SAW (single actuator wave) è stato originariamente ispirato da organismi biologici in miniatura che nuotano ondulando le loro code. Creare questo robot è stato molto impegnativo. Sebbene le equazioni mostrassero che un solo motore è necessario per sviluppare il movimento ondulatorio, realizzare questo movimento meccanicamente non è stato semplice. Ho trovato la soluzione quando stavo insegnando il corso di progettazione meccanica e mi sono reso conto che la proiezione laterale di una molla è una funzione seno che si sposta quando la molla viene ruotata
Quanto piccolo potresti rendere SAW? È possibile avere un robot di dimensioni simili in futuro che potrebbe essere utilizzato per viaggiare all’interno del corpo umano?
Lo scopo principale del robot SAW è strisciare all’interno del corpo. Il nostro design più recente è largo meno di 1,5 cm e può strisciare all’interno dell’intestino del maiale (ex-vivo). Attualmente, stiamo cercando finanziamenti per sviluppare robot più piccoli per strisciare all’interno del sistema digestivo. Crediamo che ciò sia molto possibile.
Una delle osservazioni che ho fatto sui tuoi robot è che molti di essi si basano sulla semplicità. Cerchi intenzionalmente di essere minimalista quando si tratta del numero di componenti funzionanti in un robot?
Seguiamo la logica della semplicità. Un detto attribuito ad Albert Einstein dice “Tutto dovrebbe essere così semplice come possibile, ma non più semplice”. Un numero inferiore di componenti significa maggiore affidabilità, vita lavorativa più lunga, maggiore densità di potenza e rende più facile ridurre le dimensioni dei robot.
Cosa stai lavorando attualmente?
Nel mio laboratorio dell’Università Ben-Gurion, stiamo attualmente lavorando a diversi progetti, tra cui la modellazione di un robot che può strisciare all’interno del corpo, robot seriali per applicazioni agricole e alcuni piccoli robot per la ricerca e il salvataggio.
Altro che vorresti condividere con i nostri lettori?
Incito fortemente i genitori e i bambini a impegnarsi nella meccatronica/robotica. Con la tecnologia di oggi, è possibile acquistare componenti facili da usare (stampanti 3D, controller Arduino, motori, sensori, ecc.) a basso costo e programmarli con risorse domestiche disponibili. Può essere un’attività divertente per l’intera famiglia (soprattutto in questo periodo di tempo in cui siamo per lo più a casa). Incito anche i bambini a impegnarsi nelle scienze e nell’uso dei computer per scopi educativi (non solo per giocare).
Grazie per l’intervista. Mi piace molto imparare del tuo approccio unico alla progettazione di robotica veramente innovativa. I lettori che desiderano saperne di più possono visitare il Laboratorio di Robotica Bioispirata e Medica.
