Robot Flessibile “Cresce” Come una Pianta

Gli ingegneri del MIT hanno progettato un robot che può estendere un’appensione a catena. Ciò rende il robot estremamente flessibile e può configurarsi in molti modi diversi. Allo stesso tempo, è abbastanza forte da sostenere un peso pesante o applicare una coppia, rendendolo in grado di assemblare pezzi in spazi ristretti. Dopo aver completato i suoi compiti, il robot può ritirare l’appensione e può estenderla di nuovo con una lunghezza e una forma diverse.

Questo robot appena sviluppato può fare la differenza in aree come i magazzini, dove la maggior parte dei robot non è in grado di inserirsi in spazi stretti. Il nuovo robot simile a una pianta può essere utilizzato per afferrare prodotti alla fine di uno scaffale e può anche muoversi intorno ai pezzi del motore di un’auto per svitare un tappo di olio.

La progettazione è stata ispirata dalle piante e dal modo in cui crescono. In questo processo, i nutrienti vengono trasportati alla punta della pianta come un fluido. Una volta raggiunta la punta, vengono convertiti in materiale solido che produce, un po’ alla volta, un fusto di sostegno.

Il robot simile a una pianta ha un “punto di crescita” o una scatola di ingranaggi, che attira una catena di blocchi interbloccanti all’interno della scatola. Una volta lì, gli ingranaggi bloccano le unità della catena insieme e rilasciano la catena, unità per unità, fino a formare un’appensione rigida.

Team di Ingegneri

Il nuovo robot è stato presentato questa settimana alla Conferenza internazionale IEEE su Robot e Sistemi intelligenti (IROS) a Macao. In futuro, gli ingegneri vorrebbero aggiungere pinze, telecamere e sensori che potrebbero essere montati sulla scatola di ingranaggi. Ciò permetterebbe al robot di stringere un bullone allentato dopo essersi fatto strada attraverso il sistema di propulsione di un aereo. Potrebbe anche recuperare un prodotto senza disturbare nulla nelle vicinanze.

Harry Asada è un professore di ingegneria meccanica al MIT.

“Pensate a cambiare l’olio della vostra auto”, dice Asada. “Dopo aver aperto il tetto del motore, dovete essere abbastanza flessibili da fare curve strette, a sinistra e a destra, per raggiungere il filtro dell’olio, e poi dovete essere abbastanza forti da torcere il cappuccio del filtro dell’olio per rimuoverlo.”

Tongxi Yan è un ex studente di dottorato nel laboratorio di Asada e ha guidato il lavoro.

“Ora abbiamo un robot che potenzialmente può eseguire tali compiti”, dice. “Può crescere, ritirarsi e crescere di nuovo con una forma diversa, per adattarsi al suo ambiente.”

Il team di ingegneri comprendeva anche lo studente di dottorato del MIT Emily Kamienski e il ricercatore visitatore Seiichi Teshigawara.

Robot Simile a una Pianta

Dopo aver definito gli aspetti diversi della crescita delle piante, il team ha cercato di implementarli in un robot.

“La realizzazione del robot è completamente diversa da una pianta reale, ma esibisce la stessa funzionalità, a un certo livello astratto”, dice Asada.

La scatola di ingranaggi è stata progettata per rappresentare la “punta di crescita” del robot, che è equivalente a un germoglio di una pianta. È lì che la maggior parte dei nutrienti fluisce fino al sito e la punta costruisce un fusto rigido. La scatola consiste in un sistema di ingranaggi e motori e tirano su un materiale fluidizzato. Per questo robot, si tratta di una sequenza di unità di plastica stampate in 3D che sono collegate tra loro.

Il robot è in grado di essere programmato per scegliere quali unità bloccare insieme e quali lasciare sbloccate. Ciò gli consente di formare forme specifiche e “crescere” in direzioni specifiche.

“Può essere bloccato in posti diversi per essere curvato in modi diversi e avere una vasta gamma di movimenti”, dice Yan.

La catena è in grado di sostenere un peso di una libbra quando è bloccata e rigida. Se una pinza fosse attaccata, i ricercatori ritengono che sarebbe in grado di crescere abbastanza a lungo per manovrare attraverso uno spazio stretto e eseguire compiti come svitare un cappuccio.