I Robot Camminano Più Velocemente Con I Nuovi Piedi Flessibili Sviluppati

I roboticisti dell’Università della California a San Diego hanno sviluppato piedi flessibili per i robot. La nuova tecnologia può far camminare i robot fino al 40% più velocemente su terreni accidentati come ciottoli e trucioli di legno.

Il nuovo sviluppo è importante per una varietà di applicazioni diverse, in particolare per le missioni di ricerca e salvataggio.

La ricerca sarà presentata alla conferenza RoboSoft, che sarà virtuale e si svolgerà tra il 15 maggio e il 15 luglio 2020.

Emily Lathrop è una studentessa di dottorato alla Jacobs School of Engineering dell’UC San Diego e la prima autrice del documento.

“I robot devono essere in grado di camminare velocemente ed efficientemente su terreni naturali e accidentati, in modo da poter andare ovunque gli esseri umani possono andare, ma forse non dovrebbero”, ha detto Lathrop.

Michael T. Tolley è un professore del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell’UC San Diego. È l’autore senior del documento.

“Di solito, i robot sono in grado di controllare il movimento solo in articolazioni specifiche”, ha detto Tolley. “In questo lavoro, abbiamo dimostrato che un robot che può controllare la rigidità e, quindi, la forma dei suoi piedi, supera i progetti tradizionali e può adattarsi a una vasta gamma di terreni”.

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Piedi Flessibili per Robot

I piedi flessibili per robot consistono in una membrana di lattice riempita con fondi di caffè. I fondi di caffè possono passare da uno stato solido a uno stato liquido. Il meccanismo che consente ai media granulari, come i fondi di caffè, di comportarsi in questo modo si chiama blocco granulare. Di conseguenza, i robot possono camminare più velocemente e avere una migliore presa.

Quando i piedi del robot toccano il terreno, diventano rigidi e si adattano alla superficie per stabilire una base solida. Quando si muovono, i piedi si sbloccano e si allentano tra i passi, e le strutture di supporto sono utilizzate per aiutarli a rimanere flessibili mentre sono bloccati.

Questi piedi flessibili sono stati i primi del loro genere a essere testati su superfici accidentate.

I ricercatori hanno installato i piedi su un robot esapode e hanno progettato e costruito un sistema a bordo. Il sistema a bordo è in grado di generare pressione negativa e pressione positiva per sbloccare e bloccare i piedi tra ogni passo. Per bloccare i piedi, una pompa a vuoto rimuove l’aria tra i fondi di caffè. Possono anche essere bloccati passivamente se il peso del robot costringe l’aria a uscire tra i fondi di caffè.

Superfici Accidentate

Il robot è stato testato mentre camminava su una varietà di superfici diverse, tra cui terreno piano, trucioli di legno e ciottoli, con e senza i piedi flessibili. I risultati hanno mostrato che il blocco passivo è più efficace su terreno piano e il blocco attivo è più efficace su rocce mobili.

Con i piedi flessibili, le gambe del robot sono state in grado di afferrare meglio il terreno, il che a sua volta ha aumentato la sua velocità. Ciò è stato particolarmente vero quando il robot ha camminato su terreni inclinati e accidentati.

Nick Gravish è un professore del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale dell’UC San Diego e coautore dello studio.

“Il mondo naturale è pieno di terreni difficili per i robot che camminano – superfici scivolose, rocce e substrati soffici rendono la camminata complicata”, ha detto Gravish. “I piedi che possono adattarsi a questi diversi tipi di terreno possono aiutare i robot a migliorare la mobilità”.

I ricercatori tenteranno ora di incorporare sensori morbidi sulla parte inferiore dei piedi, che consentiranno l’utilizzo di una scheda di controllo elettronica. La scheda di controllo elettronica identificherebbe il tipo di terreno che il robot sta per attraversare e se i piedi devono essere bloccati attivamente o passivamente. I ricercatori continueranno anche a migliorare gli algoritmi di progettazione e controllo per una maggiore efficienza.