I ricercatori del GRASP Laboratory dell'Università della Pennsylvania hanno recentemente progettato Modboat, una barca robotica che potrebbe essere utilizzata per monitorare gli oceani o svolgere operazioni marittime. Questo robot acquatico a basso costo, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, può nuotare in acqua utilizzando un unico motore.

"L'idea originale per questo progetto è nata da un documento del 2015 scritto da un team del Technion, in Israele, "Gedaliah Knizhnik, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Il mio laboratorio, che esplora la robotica a basso costo, balzato all'idea. Abbiamo avuto qualche esperienza precedente con i robot acquatici, quindi questa è stata una grande opportunità per espandere questo aspetto".

L'obiettivo a lungo termine della ricerca svolta da Knizhnik e dai suoi colleghi dell'Università della Pennsylvania è creare sciami di barche robotiche a basso costo in grado di svolgere compiti in squadra, piuttosto che individualmente. Il loro recente studio è un primo passo in questa direzione, introducendo il design di un robot acquatico efficiente e conveniente.

motoscafo, il robot creato dai ricercatori, è abbastanza semplice, tuttavia può muoversi efficacemente nell'acqua. Il robot ha un corpo principale e due pinne. Si muove utilizzando un unico motore che fa oscillare il corpo avanti e indietro, permettendogli di pagaiare e avanzare nell'acqua.

Il robot può essere guidato in una particolare direzione regolando la velocità con cui il motore fa oscillare il corpo a sinistra oa destra e con quanta forza ciascuna delle sue pinne pagaia. In contrasto con il robot sviluppato al Technion, cui i ricercatori hanno tratto ispirazione, Il design unico di Modboat gli consente anche di lavorare bene in team.

"Il nostro robot non è bravo a nuotare come altri robot, ma questo design è unico in quanto utilizza un solo motore, quando la convenzione standard impone di averne bisogno almeno due, " ha spiegato Knizhnik. "Questo rende il robot poco costoso da fabbricare, quindi possiamo costruirne molti e compensare le sue prestazioni di nuoto più deboli".

I ricercatori hanno valutato il loro robot in una serie di esperimenti e hanno scoperto che, sebbene funzioni notevolmente bene, fatica a nuotare in linea retta. La ragione di ciò è che ha un'elevata sensibilità a come è posizionata la sua massa centrale.

Questa sensibilità deriva dall'angolo di rollio diverso da zero che la massa offset induce sul robot, che a sua volta aumenta le asimmetrie nella spinta delle sue singole pinne. Verso la fine del loro articolo, i ricercatori propongono una strategia di progettazione alternativa che potrebbe ridurre questa sensibilità a livelli praticabili.

"Rendere i robot convenienti è il modo in cui li introduciamo nel mainstream, ma i robot economici sono spesso meno capaci delle loro controparti costose, " ha detto Knizhnik. "In questo studio abbiamo mostrato come possiamo prendere un principio di progettazione unico e adattarlo per renderlo pratico, in questo caso facilitando la capacità di questo robot di lavorare in squadra. Non lo fanno ancora, ma abbiamo fatto il lavoro di preparazione".

Mentre il robot acquatico a basso costo introdotto da questo team di ricercatori è molto promettente, il suo design deve ancora essere migliorato prima che possa essere implementato su larga scala. Nel futuro, però, potrebbe aprire la strada alla creazione di barche robotiche automatiche a prezzi accessibili che possono essere schierate nelle flotte, completare le missioni in mare in modo più rapido ed efficace.

"Ora che abbiamo dimostrato che questo design può funzionare e nuotare abbastanza bene, dobbiamo effettivamente farlo nuotare dove vogliamo, " ha aggiunto Knizhnik. "Stiamo lavorando per farlo seguire percorsi specifici, in modo che possiamo usarlo per il posizionamento del sensore, misurazione, eccetera."

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