I ricercatori dell'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia hanno testato una nuova versione del robot umanoide WALK-MAN per supportare le squadre di emergenza negli incendi. Il robot è in grado di localizzare il fuoco e camminare verso di esso, e poi attivare un estintore. Durante l'operazione, raccoglie le immagini e le trasmette alle squadre di emergenza, che può valutare la situazione e guidare il robot a distanza. Il nuovo design WALK-MAN ha una parte superiore del corpo più leggera e nuove mani per ridurre i costi di costruzione e migliorare le prestazioni.

Il robot WALK-MAN è ora nella sua fase di validazione finale. Il progetto ha coinvolto anche l'Università di Pisa in Italia, l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera, il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) in Germania e l'Université Catholique de Louvain (UCL) in Belgio. I partner hanno contribuito al controllo della locomozione, capacità di percezione, l'affordance e la pianificazione del movimento, strumenti di simulazione e controllo della manipolazione.

Lo scenario di validazione è stato definito in collaborazione con la Protezione civile italiana a Firenze, che ha partecipato al progetto a titolo consultivo. Durante la prova finale, WALK-MAN ha trattato uno scenario rappresentativo di un impianto industriale danneggiato da un terremoto in cui erano presenti fughe di gas e incendi, una situazione pericolosa per l'uomo. Lo scenario è stato ricreato nei laboratori IIT, dove il robot è stato in grado di navigare attraverso una stanza danneggiata ed eseguire quattro compiti specifici:aprire e attraversare la porta per entrare nella zona; localizzare la valvola di controllo della fuga di gas e chiuderla; rimuovere i detriti sul suo percorso; e l'identificazione dell'incendio e l'attivazione di un estintore.

Il robot è controllato da un operatore umano attraverso un'interfaccia virtuale e una tuta sensorizzata, come Tony Stark in Uomo di ferro . L'operatore guida il robot da una postazione situata a distanza dal luogo dell'incidente, ricevere immagini e altre informazioni dai sistemi di percezione del robot.

La prima versione di WALK-MAN è stata rilasciata nel 2015, ma i ricercatori volevano introdurre nuovi materiali e ottimizzare il design per ridurre i costi di fabbricazione e migliorare le prestazioni. La nuova versione di WALK-MAN ha una parte superiore del corpo più leggera, che ha richiesto sei mesi per svilupparsi, coinvolgendo un team di circa 10 persone coordinate da Nikolaos Tsagarakis, ricercatore presso IIT e coordinatore del progetto WALK-MAN.

Il nuovo WALK-MAN è un robot umanoide alto 1,85 metri realizzato con materiali leggeri, compreso Ergal (60 per cento), leghe di magnesio (25 percento) e titanio, ferro e plastica. I ricercatori hanno ridotto il suo peso dai 133 chili del prototipo a 102 chili, rendendo il robot più dinamico. Le gambe possono muoversi più velocemente, avere una massa della parte superiore del corpo più leggera da trasportare. Le prestazioni dinamiche più elevate consentono al robot di reagire più velocemente con le gambe, mantenere il suo equilibrio sotto l'effetto dei disturbi dell'interazione fisica:questo è molto importante per adattare il suo ritmo a terreni accidentati e scenari di interazione variabili. La parte superiore del corpo più leggera riduce anche il consumo di energia e il WALK-MAN può funzionare con una batteria più piccola (1 kWh) per circa due ore.

Il corpo superiore più leggero è realizzato in leghe di magnesio e strutture composite, ed è alimentato da una nuova versione di attuatori morbidi leggeri. Le sue prestazioni sono state migliorate, con un carico utile superiore (10 kg/braccio) rispetto a quello originale (7 kg/braccio); così, può trasportare oggetti pesanti per più di 10 minuti.

La nuova parte superiore del corpo è inoltre più compatta nelle dimensioni (larghezza spalle 62 cm, 31 cm di profondità del busto), dando al robot grande flessibilità per passare attraverso porte standard e passaggi stretti.

Le mani sono una nuova versione di Soft-Hand sviluppata dal Centro Ricerche E. Piaggio dell'Università di Pisa (gruppo del Prof. A. Bicchi) in collaborazione con IIT. Incorporano materiale composito per le dita, e hanno un rapporto dita-palmo più simile a quello umano che consente a WALK-MAN di afferrare una varietà di forme di oggetti. Nonostante la loro riduzione di peso, le mani hanno la stessa forza della versione originale, con simile versatilità nella maneggevolezza e robustezza fisica.

Il corpo del WALK-MAN è controllato da 32 motori e schede di controllo, quattro sensori di forza e coppia a mani e piedi, e due accelerometri per controllarne l'equilibrio. Le sue articolazioni mostrano un movimento elastico che consente al robot di essere conforme e di avere interazioni sicure con l'uomo e l'ambiente. La sua architettura software è basata sul framework XBotCore, piattaforma YARP, ROS e Gazebo. La testa del robot ha telecamere, uno scanner laser 3D, e sensori del microfono. Nel futuro, it can be also equipped with chemical sensors for detecting toxic agents.