Cammina in questa direzione: il millepiedi robot potrebbe essere il futuro delle macchine mobili

OSAKA, Giappone — Hai già visto i cani robot, ora gli scienziati giapponesi hanno costruito un "millepiedi" robot in grado di cambiare istantaneamente i suoi movimenti da un percorso rettilineo a uno curvo. I ricercatori del Dipartimento di Scienze Meccaniche e Bioingegneria dell’Università di Osaka affermano che questo nuovo tipo di robot ambulante sfrutta l’instabilità dinamica per muoversi e può potenzialmente assistere in una vasta gamma di attività che vanno dalle operazioni di ricerca e salvataggio all’esplorazione dello spazio.

Ad esempio, questi robot di salvataggio potrebbero attraversare terreni irregolari per cercare sopravvissuti o attraversare pendii collinari su mondi alieni.

Modificando la flessibilità degli accoppiamenti, il robot può girare senza bisogno di complessi sistemi di controllo computazionale. Tornando per un momento alla natura, la maggior parte degli animali che risiedono sul nostro pianeta hanno sviluppato un robusto sistema di locomozione utilizzando gambe che facilitano un grado più elevato di mobilità in un’ampia gamma di ambienti. Tuttavia, in passato, gli ingegneri che hanno tentato di replicare questo approccio hanno generalmente scoperto che i robot dotati di gambe sono sorprendentemente fragili.

Anche se solo una gamba si rompe, a causa dello stress ripetuto, ciò può limitare gravemente la capacità di funzionamento di un robot di questo tipo. Inoltre, controllare un gran numero di giunti in modo che il robot possa attraversare ambienti complessi richiede molta preziosa potenza del computer. I miglioramenti della progettazione, ipoteticamente, potrebbero essere estremamente utili in termini di costruzione di robot autonomi o semi-autonomi destinati a fungere da veicoli di esplorazione o salvataggio ed entrare in aree pericolose.

Pertanto, il gruppo di ricerca dell’Università di Osaka ha sviluppato un robot biomimetico “miriapode” che sfrutta l’instabilità naturale, in grado di convertire la camminata dritta in movimento curvo. Nel loro studio recentemente pubblicato, i ricercatori descrivono il robot, costituito da sei segmenti (con due gambe collegate a ciascun segmento) e giunti flessibili. Utilizzando una vite regolabile, la flessibilità degli accoppiamenti può essere modificata con motori durante il movimento della camminata.

Gli autori dello studio sono stati in grado di dimostrare che l'aumento della flessibilità delle articolazioni porta a una situazione chiamata "biforcazione del forcone", in cui la camminata rettilinea diventa instabile. Invece, il robot passa alla camminata seguendo uno schema curvo (a destra o a sinistra). In qualsiasi altro scenario, gli ingegneri cercherebbero di evitare di creare instabilità. Tuttavia, in questo caso, il loro utilizzo controllato consente effettivamente una manovrabilità efficiente.

"Siamo stati ispirati dalla capacità di alcuni insetti estremamente agili che consente loro di controllare l'instabilità dinamica nel proprio movimento per indurre rapidi cambiamenti di movimento", afferma il coautore dello studio Shinya Aoi in un comunicato universitario.

Poiché questo approccio non prevede la guida diretta del movimento dell’asse corporeo, ma il controllo attraverso la flessibilità, può ridurre notevolmente sia la complessità computazionale che il fabbisogno energetico. È stata testata la capacità del robot di raggiungere luoghi specifici e i ricercatori hanno notato che potrebbe effettivamente spostarsi seguendo percorsi curvi verso obiettivi.

"Possiamo prevedere applicazioni in un'ampia varietà di scenari, come ricerca e salvataggio, lavoro in ambienti pericolosi o esplorazione su altri pianeti", conclude il coautore dello studio Mau Adachi.

Le versioni future del robot potrebbero anche presentare più segmenti e meccanismi di controllo.

Lo studio è pubblicato sulla rivista Soft Robotics.

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