Robot Centauro al campo di valutazione @ Kerntechnische Hilfsdienst GmbH, novembre 2017
I ricercatori dell'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia hanno sviluppato, assemblato e testato un nuovo robot di risposta ai disastri chiamato Centauro, un robot simile a un centauro costituito da una base a quattro zampe e una parte superiore del corpo antropomorfa. Il robot è in grado di effettuare una locomozione robusta, manipolazione ad alta forza e interazioni dure che possono essere necessarie durante l'esecuzione di attività di soccorso in caso di catastrofe. Centauro è alto 1,5 m, mentre la sua larghezza delle spalle è di 65 cm e il suo peso è di 93 Kg. È realizzato in alluminio, leghe di magnesio e titanio, mentre le parti di copertura sono realizzate in plastica mediante fabbricazione di prototipazione rapida. È alimentato a batteria e può funzionare per 2,5 ore.
L'hardware del robot, la sua architettura software e il framework di controllo dell'intero corpo sono stati progettati e realizzati presso l'IIT-Istituto Italiano di Tecnologia in Italia dal Humanoid and Human Centered Mechatronics Lab coordinato da Nikos Tsagarakis.
Il progetto Centauro mira alla realizzazione di una piattaforma robotica per assistere i soccorritori nell'esecuzione di compiti di risposta alle emergenze in ambienti ostili. Il robot Centauro è quindi progettato per navigare in ambienti creati dall'uomo, grazie alle sue capacità di mobilità ibrida che combinano locomozione articolata con gambe e mobilità su ruote. Il suo corpo ha dimensioni compatibili con quelle necessarie per operare all'interno delle infrastrutture umane; può passare attraverso porte e corridoi stretti, e navigare le scale standard.
La mobilità, le capacità di manipolazione e controllo di tutto il corpo del robot sono state recentemente convalidate nella manipolazione di oggetti pesanti e nella rottura di pezzi di legno.
Le gambe Centauro incorporano sei gradi di libertà, realizzare movimenti articolati nell'ambiente ruotando ed estendendo i fianchi, ginocchia e caviglie, e controllare i moduli ruota, che sono posti alle caviglie come "zoccoli" rotolanti. Il robot può adottare diverse configurazioni, come le tipiche configurazioni delle gambe dei robot quadrupedi, comprese le disposizioni del ginocchio sia verso l'interno che verso l'esterno, e una configurazione a gamba di ragno, che può essere più stabile durante la manipolazione di strumenti potenti. Le ruote consentono al robot di dimostrare la mobilità basata su ruote oltre alla locomozione articolata. Le ruote sono realizzate in lega di alluminio con uno strato esterno sovrastampato con un materiale elastomerico, garantendo così contatti visco-smorzati generando un attrito adeguato durante il rotolamento sulle superfici del terreno.
Il robot Centauro è in grado di utilizzare strumenti umani per eseguire attività di manipolazione e può dimostrare una capacità di forza di manipolazione superiore a quella del tipico adulto umano. I suoi bracci leggeri (10,5 kg) dimostrano un rapporto carico utile/peso maggiore di 1:1; così, la portata del singolo braccio è di circa 11 Kg. Per di più, il suo sistema di attuazione ad alte prestazioni e resilienza agli urti consente al robot di eseguire attività di manipolazione che richiedono interazioni fisiche gravi senza il rischio di danni fisici ai componenti del robot.
Il sistema di percezione del robot si trova nella testa e incorpora una serie di sensori tra cui un set di telecamere, Sensori RGBD e uno scanner Lidar che forniscono una copertura sferica dell'ambiente intorno al robot. Inoltre, i giunti del robot incorporano sensori di rilevamento della coppia ad alta fedeltà e di monitoraggio dello stato termico.
Il robot è dotato di potenza di calcolo fornita da tre computer di bordo dedicati al controllo hard real time, rispettivamente la pianificazione del movimento e l'elaborazione della percezione di alto livello. Il controllo del robot e lo scambio di dati in questo sistema di calcolo distribuito è coordinato dal framework software sviluppato dallo stesso team IIT. Il robot è alimentato da una batteria Li-Po da 1,6 KWh ad alta densità di potenza integrata, che consente un funzionamento ininterrotto per circa 2,5 ore.