I Ricercatori Creano un Robot Morbido in Grado di Cambiare Forma e Muoversi

Una delle sfide che circondano la robotica morbida è che la maggior parte di esse deve essere collegata a un compressore d’aria o essere collegata a una parete. I ricercatori di Stanford hanno cercato di superare questa sfida.

Nathan Usevitch è uno studente di dottorato in ingegneria meccanica a Stanford.

“Un limite significativo della maggior parte dei robot morbidi è che devono essere collegati a un compressore d’aria ingombrante o essere collegati a una parete, il che li impedisce di muoversi”, ha detto Usevitch. “Quindi, ci siamo chiesti: E se avessimo mantenuto la stessa quantità d’aria all’interno del robot tutto il tempo?”

Il team è stato in grado di sviluppare un robot morbido di scala umana in grado di cambiare forma. Facendo ciò, il robot morbido può agganciarsi e manipolare oggetti e può rotolare in direzioni controllabili.

La ricerca è stata pubblicata su Science Robotics il 18 marzo.

“La descrizione informale di questo robot che do a persone è Baymax dal film Big Hero 6 mescolato con i Transformers. In altre parole, un robot morbido e sicuro per l’uomo mescolato con robot che possono cambiare drasticamente forma”, ha detto Usevitch.

Versione Semplice

Questo robot morbido è stato sviluppato combinando tre tipi diversi di robot. La versione semplice dell’invenzione del team si chiama “robot isoperimetrico”, poiché la forma cambia mentre la lunghezza totale dei bordi e la quantità d’aria all’interno rimane la stessa.

Il robot isoperimetrico è stato sviluppato a partire da robot morbidi, robot a trave e robot collettivi. Ogni categoria di robotica ha portato un vantaggio diverso: i robot morbidi sono leggeri e flessibili, i robot a trave possono cambiare forma e i robot collettivi sono piccoli e collaborativi.

Sean Follmer è un assistente professore di ingegneria meccanica e co-autore senior del documento.

“Stiamo essenzialmente manipolando una struttura morbida con motori tradizionali”, ha detto Follmer. “Ciò crea una classe di robot molto interessante che combina molti dei vantaggi dei robot morbidi con tutta la conoscenza che abbiamo sui robot classici”.

Versione Complessa

Il team ha anche sviluppato una versione più complessa del robot attaccando diversi triangoli insieme. Sono stati in grado di coordinare i movimenti dei diversi motori, il che ha permesso al robot di eseguire comportamenti desiderati, come raccogliere una palla.

Elliot Hawkes è un assistente professore di ingegneria meccanica all’Università della California, Santa Barbara e co-autore senior del documento.

“Una comprensione chiave che abbiamo sviluppato è che per creare movimento con un robot pneumatico morbido grande, non è necessario pompare aria dentro e fuori”, ha detto Hawkes. “Si può utilizzare l’aria che si ha già e semplicemente spostarla con questi motori semplici; questo metodo è più efficiente e consente al nostro robot di muoversi molto più velocemente”.

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Esplorazione Spaziale

Secondo Zachary Hammond, uno studente di dottorato in ingegneria meccanica a Stanford e co-autore principale del documento, uno degli usi possibili per questo robot morbido è l’esplorazione spaziale.

“Questo robot potrebbe essere molto utile per l’esplorazione spaziale – soprattutto perché può essere trasportato in un pacchetto piccolo e poi opera senza fili dopo essersi gonfiato”, ha detto Hammond. “Su un altro pianeta, potrebbe utilizzare la sua capacità di cambiare forma per attraversare ambienti complessi, stringendosi attraverso spazi stretti e diffondendosi oltre gli ostacoli”.

I ricercatori stanno ora provando diverse forme e vogliono testare il robot in acqua.

Allison Okamura è una professoressa di ingegneria meccanica e co-autrice del documento.

“Questa ricerca mette in evidenza il potere di pensare a come progettare e costruire robot in nuovi modi”, ha detto Okamura. “La creatività della progettazione dei robot si sta espandendo con questo tipo di sistema e questo è qualcosa che vorremmo incoraggiare nel campo della robotica”.