Un team di ricercatori della Carnegie Mellon University ha recentemente proposto un metodo per migliorare la mobilità verticale di un famoso robot esapode. Il loro approccio, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, comporta l'aggiunta di microspine a RHex, una piattaforma robotica esistente ispirata agli scarafaggi progettata per navigare in ambienti non strutturati a velocità relativamente elevate.

Sebbene raro, le microspine sono state precedentemente studiate da ricercatori di altre istituzioni e organizzazioni. Nel loro lavoro, il team di Carnagie Mellon ha tratto ispirazione dal lavoro di altri team del Biomimetics and Dexterous Manipulation Lab di Stanford e del gruppo Extreme Environment Robotics della NASA-JPL.

"Questo lavoro è iniziato come un progetto di un semestre per la classe Robot Design and Experimentation del professor Aaron Johnson alla CMU, "Matteo Martone, uno dei ricercatori che ha condotto lo studio, ha detto a TechXplore. "Molti dei membri del team hanno lavorato nel Robomechanics Lab con X-RHex, un robot semplice ma robusto che può attraversare quasi tutti i terreni accidentati. Però, X-RHex è ostacolato da pendii ripidi e pareti verticali, quindi il nostro team ha deciso di migliorare la sua capacità di arrampicata aggiungendo i piedi microspine e progettando un corpo più leggero".

La nuova versione di RHex proposta da Martone e dai suoi colleghi, chiamato T-RHex, è arricchito da piedini in microspine che lo rendono ideale per l'arrampicata su superfici naturali. Questi piedini microspine utilizzano dozzine di piccoli ganci per catturare irregolarità superficiali millimetriche sui muri, aderendo e consentendo al robot di arrampicarsi su una varietà di superfici. Queste microspine funzionano molto bene su superfici rocciose ruvide, superfici in calcestruzzo e mattoni, così come superfici più morbide, come il legno, poiché tutti questi hanno molti "punti di cattura" generalmente indicati come asperità.

"Altri approcci all'arrampicata come l'adesivo per gechi e le ventose sono migliori per il vetro o il metallo lucido, ma fallirebbe su superfici naturali, che sono più realistici per il caso d'uso del nostro robot, " ha spiegato Martone. " Aggiungendo microspine alla parte posteriore dei piedi del robot, lasciamo inalterato il suo movimento di marcia in avanti a terra, utilizzando un movimento all'indietro appositamente progettato per arrampicarsi."

I ricercatori hanno valutato la loro piattaforma RHex aggiornata in una serie di esperimenti su tre tipi di superficie:sughero, mattoni e compensato. Hanno scoperto che T-RHex era in grado di rimanere staticamente sospeso su pendii fino a 135° dall'orizzontale (sbalzo di 45°) e salire su pendii fino a 55° senza alcuna perdita di mobilità al suolo.

"Il nostro team era davvero entusiasta della capacità di aggrapparsi a sporgenze fino a 45°, ma praticamente il risultato più importante è la salita ripida, " ha detto Martone. "Il nostro lavoro nella progettazione di questi piedi e del modello di calpestio in salita è direttamente applicabile ad altri robot di tipo RHex, che amplieranno i tipi di terreno che sarebbero in grado di conquistare."

Negli ultimi due decenni, studi condotti in diverse università in tutto il mondo hanno notevolmente migliorato la piattaforma RHex, capacità abilitanti come la corsa, saltando, e salire le scale. Nel loro recente studio, Martone e i suoi colleghi hanno aggiunto a questo pool di ricerca migliorando la mobilità verticale del robot e quindi le sue capacità di arrampicata. Secondo i ricercatori, RHex potrebbe presto superare ostacoli ancora maggiori e questo potrebbe consentire il suo impiego come robot da ricognizione, sistema di consegna del carico utile, o anche un osservatore della fauna selvatica.

"Ora ci stiamo concentrando sul miglioramento del movimento che T-RHex utilizza per salire per ottenere finalmente una salita completamente verticale, " Ha detto Martone. "Vogliamo anche ripetere ulteriormente il design della gamba per essere più flessibile e resistente per consentire lo sprint a terra".

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