I progressi nella robotica morbida potrebbero un giorno consentire ai robot di lavorare a fianco degli umani, aiutandoli a sollevare oggetti pesanti o portandoli fuori pericolo. Come un passo verso quel futuro, I ricercatori della Stanford University hanno sviluppato un nuovo tipo di robot morbido che, prendendo in prestito caratteristiche dalla robotica tradizionale, è al sicuro pur conservando la capacità di muoversi e cambiare forma.

"Una limitazione significativa della maggior parte dei robot morbidi è che devono essere collegati a un compressore d'aria ingombrante o collegati a una parete, che impedisce loro di muoversi, " ha detto Nathan Usevitch, uno studente laureato in ingegneria meccanica a Stanford. "Così, ci siamo chiesti:e se tenessimo sempre la stessa quantità di aria all'interno del robot?"

Da quel punto di partenza, i ricercatori si sono ritrovati con un robot morbido a misura d'uomo che può cambiare forma, permettendogli di afferrare e maneggiare oggetti e rotolare in direzioni controllabili. La loro invenzione è descritta in un articolo pubblicato il 18 marzo in Robotica scientifica .

"La descrizione casuale di questo robot che do alle persone è Baymax dal film Big Hero 6 mescolato con Transformers. In altre parole, un morbido, robot sicuro per l'uomo mescolato con robot che possono cambiare drasticamente la loro forma, " disse Usevic.

Una combinazione di molti robot

La versione più semplice di questo robot squishy è un tubo gonfiato che attraversa tre piccole macchine che lo pizzicano in una forma triangolare. Una macchina tiene insieme le due estremità del tubo; gli altri due guidano lungo il tubo, modificando la forma complessiva del robot spostandone gli angoli. I ricercatori lo chiamano "robot isoperimetrico" perché, anche se la forma cambia drasticamente, la lunghezza totale dei bordi e la quantità di aria all'interno rimangono invariate.

Il robot isoperimetrico è un discendente di tre tipi di robot:robot morbidi, robot tralicci e robot collettivi. I robot morbidi sono leggeri e conformi, i robot tralicci hanno forme geometriche che possono cambiare forma e i robot collettivi sono piccoli robot che lavorano insieme, rendendoli particolarmente forti di fronte a guasti di una singola parte.

"Stiamo sostanzialmente manipolando una struttura morbida con motori tradizionali, "ha detto Sean Follmer, assistente professore di ingegneria meccanica e co-autore senior dell'articolo. "Si tratta di una classe di robot davvero interessante che combina molti dei vantaggi dei robot morbidi con tutte le conoscenze che abbiamo sui robot più classici".

Per realizzare una versione più complessa del robot, i ricercatori collegano semplicemente diversi triangoli insieme. Coordinando i movimenti dei diversi motori, possono far sì che il robot esegua comportamenti diversi, come raccogliere una palla inglobandola su tre lati o alterare il baricentro del robot per farla rotolare.

"Una comprensione chiave che abbiamo sviluppato è stata quella di creare movimento con un grande, robot pneumatico morbido, in realtà non è necessario pompare aria dentro e fuori, " disse Elliot Hawkes, assistente professore di ingegneria meccanica presso l'Università della California, Santa Barbara e co-autore senior dell'articolo. "Puoi usare l'aria che hai già e spostarla semplicemente con questi semplici motori; questo metodo è più efficiente e consente al nostro robot di muoversi molto più rapidamente."

Dallo spazio esterno al tuo soggiorno

Il campo della robotica morbida è relativamente giovane, il che significa che le persone stanno ancora cercando le migliori applicazioni per queste nuove creazioni. La loro morbidezza sicura ma robusta può renderli utili nelle case e nei luoghi di lavoro, dove i robot tradizionali potrebbero causare lesioni. I robot morbidi sono anche attraenti come strumenti per la risposta ai disastri.

Altre interessanti possibilità per il robot isoperimetrico potrebbero trovarsi fuori dal pianeta. "Questo robot potrebbe essere davvero utile per l'esplorazione dello spazio, soprattutto perché può essere trasportato in un piccolo pacchetto e poi funziona senza vincoli dopo che si è gonfiato, " disse Zaccaria Hammond, uno studente laureato in ingegneria meccanica a Stanford e co-autore dell'articolo, con Usevitch. "Su un altro pianeta, potrebbe usare la sua capacità di cambiare forma per attraversare ambienti complicati, spremere attraverso spazi ristretti e diffondersi su ostacoli."

Per adesso, i ricercatori stanno sperimentando forme diverse per il loro flessibile robot e stanno considerando di immergerlo nell'acqua per vedere se può nuotare. Stanno anche esplorando ancora più nuovi tipi di robot morbidi, ognuno con le proprie caratteristiche e vantaggi.

"Questa ricerca mette in evidenza il potere di pensare a come progettare e costruire robot in modi nuovi, "ha detto Allison Okamura, professore di ingegneria meccanica e coautore del paper. "La creatività del design dei robot si sta espandendo con questo tipo di sistema ed è qualcosa che vorremmo davvero incoraggiare nel campo della robotica".