I ricercatori creano un robot a zampe che può camminare su terreni difficili

Un team di ricercatori dell’ETH Zurich ha sviluppato un nuovo approccio che consente a un robot a zampe di muoversi rapidamente su terreni complessi. Il robot, chiamato ANYmal, si basa sull’apprendimento automatico per combinare la percezione visiva dell’ambiente e il senso del tatto.

Il robot a quattro zampe è stato in grado di salire 120 metri verticali in 31 minuti, il che è quattro minuti più veloce della durata stimata per gli escursionisti umani senza errori.

Tecnologia completamente nuova

La tecnologia che consente ad ANYmal di combinare la percezione visiva e il senso del tatto è completamente nuova.

Il team è stato guidato da Marco Hutter e la ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science Robotics.

“Il robot ha imparato a combinare la percezione visiva del suo ambiente con la propriocezione – il suo senso del tatto – basato sul contatto diretto con le zampe. Ciò gli consente di affrontare terreni difficili più velocemente, più efficientemente e, soprattutto, più robustamente”, afferma Hutter.

Il team afferma che il robot sarà eventualmente in grado di essere schierato ovunque sia troppo pericoloso per gli esseri umani o altrimenti impossibile per altri tipi di robot.

Gli esseri umani e gli animali combinano anche la percezione visiva del loro ambiente con il senso del tatto dalle loro zampe e mani, il che consente loro di gestire terreni difficili. I robot a zampe precedentemente sviluppati sono stati in grado di farlo solo in misura limitata.

Takahiro Miki è uno studente di dottorato e autore principale dello studio.

“Il motivo è che le informazioni sull’ambiente immediato registrate dai sensori laser e dalle telecamere sono spesso incomplete e ambigue”, ha affermato Miki.

“È per questo che i robot come ANYmal devono essere in grado di decidere da soli quando fidarsi della percezione visiva del loro ambiente e muoversi rapidamente, e quando è meglio procedere con cautela e con piccoli passi”, ha continuato Miki. “E questa è la grande sfida”.

Addestramento della rete neurale

La nuova tecnologia include un controller basato su una rete neurale, che consente ad ANYmal di combinare la percezione esterna e la propriocezione per la prima volta. Gli scienziati hanno esposto per prima cosa il sistema a numerosi ostacoli e fonti di errore in un campo di addestramento virtuale, il che ha consentito alla rete di imparare come superare gli ostacoli nel miglior modo possibile. Ha anche imparato quando fidarsi dei dati ambientali e quando ignorarli.

“Con questo addestramento, il robot è in grado di padroneggiare il terreno naturale più difficile senza averlo visto prima”, afferma Hutter.

Il robot può eseguire questo processo anche quando i dati del sensore sull’ambiente immediato sono ambigui o vaghi, al quale punto ANYmal si basa sulla sua propriocezione. Ciò gli consente di combinare la velocità e l’efficienza della sensazione esterna con la sicurezza della sensazione propriocettiva.