Gli scienziati sviluppano una nuova formula per robot ad alta efficienza energetica

Gli scienziati dell'esercito hanno sviluppato una nuova formula che sta portando nuove informazioni su come costruire un robot con le gambe ad alta efficienza energetica.

Il documento è stato pubblicato in PLoS ONE. 

Modifica dello sviluppo dei veicoli dell'esercito

Il comando per lo sviluppo delle capacità di combattimento dell'esercito americano, o DEVCOM, insieme ai dottori del laboratorio di ricerca dell'esercito. Alexander Kott, Sean Gart e Jason Pusey stanno proponendo nuove idee per la costruzione di piattaforme robotiche militari autonome. Il team si sta concentrando sul farli funzionare con la stessa efficienza di qualsiasi altro sistema mobile terrestre. 

L'uso di tali sistemi potrebbe alterare lo sviluppo dei veicoli dell'esercito e, secondo gli scienziati, non sanno ancora perché i sistemi con gambe, ruote e cingolati si adattino alla stessa curva, ma le nuove scoperte sono un passo avanti.

“Se gli sviluppatori di veicoli ritengono che un determinato design richieda più potenza di quanto sia attualmente possibile data una varietà di vincoli del mondo reale, la nuova formula potrebbe puntare a esigenze specifiche per una migliore trasmissione e generazione di potenza, o per ripensare i requisiti di massa e velocità del veicolo», disse Gart.

Sviluppo della nuova formula

Gli scienziati si sono ispirati a una formula degli anni '1980 che mostra le relazioni tra la massa, la velocità e il dispendio energetico degli animali e hanno sviluppato una nuova formula che può essere applicata a un'ampia gamma di sistemi dotati di zampe, ruote e cingolati, come i robot di terra.

Il team ritiene di essere il primo a riunire e studiare le relazioni che emergono da questi dati, nonostante esistano da 30 anni. I risultati dimostrano che i sistemi con le gambe sono efficienti quanto le piattaforme su ruote e cingolate.

Kott è il capo scienziato del laboratorio. 

"Nel mondo dei veicoli aerei da combattimento senza pilota e delle munizioni intelligenti, la fanteria appiedata sta assumendo un ruolo sempre più importante, in grado di avanzare, spesso per diversi giorni, e attaccare nei terreni più impervi come montagne, fitte foreste e ambienti urbani", ha affermato Kott. "Questo perché tali terreni offrono la massima copertura e occultamento contro i veicoli aerei senza pilota. Questo, a sua volta, richiede che la fanteria appiedata sia assistita da veicoli in grado di muoversi agevolmente in un terreno così accidentato. I veicoli con zampe, possibilmente autonomi, sarebbero di grande aiuto".

Energy Efficiency

Secondo Kott, uno dei problemi con i robot con le gambe è che sembrano avere una scarsa efficienza energetica, e questo può limitare la collaborazione con i Soldati. 

"Negli ultimi 30 anni, gli scienziati militari statunitensi hanno affrontato una serie di sfide nello sviluppo di veicoli autonomi", ha affermato Kott. “I veicoli terrestri che manovrano su ruote o cingoli, e i veicoli aerei che assomigliano a piccoli aeroplani che chiamiamo ad ala fissa e piccoli elicotteri, che sono ad ala rotante, sono ora più silenziosi e più facili da integrare nelle formazioni di truppe. Ma per le piattaforme con gambe, molti ostacoli rimangono sfuggenti e uno enorme è renderli efficienti dal punto di vista energetico.

I soldati non possono permettersi di trasportare carburante o batterie per "robot assetati di energia", ha detto.

Con la nuova formula, il team ha scoperto che le piattaforme con gambe create dall'uomo dovrebbero essere efficienti quanto le piattaforme su ruote e cingolate. 

Il team ha raccolto diversi dati sui sistemi mobili terrestri e ha studiato sistemi combinati come il Ford Model T. 

Secondo Gart, la ricerca aiuterà i progettisti a determinare i compromessi tra potenza, velocità e massa per i futuri robot terrestri a scopo di difesa. 

La formula potrebbe anche approssimare la quantità di potenza richiesta da un veicolo.

"L'esercito deve sviluppare obiettivi fattibili ma ambiziosi per i compromessi tra potenza, velocità e massa dei futuri robot terrestri", ha affermato Kott. “Non è auspicabile basare tali obiettivi sull'esperienza attuale, perché l'hardware militare è spesso sviluppato e utilizzato per diversi anni e persino decenni; pertanto, gli specificatori e i progettisti di tale hardware devono basare i propri obiettivi, competitivi ma realizzabili, su future opportunità tecnologiche non necessariamente pienamente comprese al momento della progettazione.