I comportamenti animali e i meccanismi biologici che li sottendono sono tra le maggiori fonti di ispirazione per gli studi di robotica. Negli ultimi dieci anni o giù di lì, innumerevoli gruppi di ricerca presso università e aziende di tutto il mondo hanno cercato di sviluppare robot che ricreassero il comportamento o la struttura di specie animali specifiche.

Uno degli ultimi tentativi è stato fatto da due ricercatori dell'Università di Saragozza, Manuel Bernal Lecina e Javier Civera, che ha recentemente sviluppato un robot quadrupede chiamato LoCoQuad ispirato agli aracnoidi. Questo robot, presentato in un articolo pre-pubblicato su arXiv, potrebbe avere una serie di applicazioni nella ricerca e nell'istruzione nel campo della robotica.

"Questo viaggio di ricerca è iniziato con un progetto estivo che è diventato la mia tesi di laurea, " Bernal-Lecina ha dichiarato a TechXplore. "L'idea iniziale era quella di costruire una piattaforma robotica a bassissimo costo in grado di eseguire movimenti di base ad hoc, come la rotazione, a piedi, e assumendo pose specifiche. Ho iniziato a costruire prototipi di base e a testare i vantaggi di ogni iterazione, ricercando la giusta tipologia e il miglior compromesso qualità prezzo per gli attuatori, unità di controllo, e batterie."

Dopo aver condotto ricerche approfondite sui robot a basso costo e prodotto una serie di componenti utilizzando la stampa 3D, Bernal-Lecina ha iniziato a collaborare con Javier Civera, il suo mentore all'università, sulla creazione di un nuovo robot. Il loro obiettivo era sviluppare una piattaforma robotica a basso costo che potesse essere utilizzata come punto di riferimento per addestrare e valutare algoritmi di apprendimento per rinforzo (RL).

"Il nostro studio ha affrontato l'attuale necessità di piattaforme robotiche in grado di apprendere facendo, qualcosa di complesso per un robot economico, ma anche qualcosa che vediamo costantemente nei social network, tecnologia mobile e altri ambienti digitali, "Ha detto Bernal-Lecina.

LoCoQuad, l'aracnoide ispirato, piattaforma robotica a quattro zampe creata da Bernal-Lecina e Civera, ha costi hardware notevolmente bassi (tra $ 150 e $ 165 USD), e potrebbe quindi essere facilmente fabbricato su larga scala. Anche se potrebbe non essere il robot quadrupede più efficiente sviluppato fino ad oggi, il suo basso costo di produzione, il fatto che sia open-source, altamente configurabile e facile da usare, ne fanno una piattaforma altamente promettente sia per la ricerca che per l'istruzione.

"Mi piace sempre parlare di LoCoQuad come di una piattaforma robotica capace di quasi tutto, " ha detto Bernal-Lecina. "Ma essendo realistico e un po' più razionale, LoCoQuad è una scatola a quattro gambe, completamente open source e di uso generale, con la flessibilità di implementare un'ampia gamma di algoritmi, che vanno dai comportamenti rilevanti per scopi educativi di base al progresso dello stato dell'arte ai più alti livelli educativi."

Come parte del loro studio, Bernal-Lecina e Civera hanno dimostrato l'efficacia di LoCoQuad in una serie di esperimenti. Hanno scoperto che il robot poteva completare una serie di compiti di base, suggerendo che è un'ottima piattaforma per testare l'apprendimento per rinforzo e altri algoritmi di apprendimento automatico.

"L'idea di portare sul mercato robot a prezzi accessibili risiede nelle attitudini che questi robot possono avere, " ha detto Bernal-Lecina. "Non abbiamo bisogno di più stupidi robot, ne abbiamo già abbastanza, e sappiamo come usarli. Abbiamo bisogno di robot intelligenti e autonomi, quindi non dobbiamo preoccuparci di loro. Credo che i robot dovrebbero, infatti, prenditi cura di noi".

Tecniche di apprendimento automatico, come modelli di apprendimento per rinforzo, stanno ora giocando un ruolo cruciale nello sviluppo di robot intelligenti ed efficienti. LoCoQuad, la piattaforma robotica low cost ideata da Bernal Lecina e Civera, può essere utilizzato per testare alcune di queste tecniche e identificare i modi in cui potrebbero essere migliorate.

"LoCoQuad è solo un altro pezzo del puzzle, » ha spiegato Bernal Lecina. «Ci permette di dimostrare che anche goffamente, robot economici e semplici possono essere insegnati (o imparare da soli) a svolgere compiti di base e complessi. LoCoQuad offre una nuova alternativa per verificare che il prossimo grande traguardo nel campo della robotica sia possibile."

Bernal Lecina e Civera hanno già iniziato a utilizzare LoCoQuad in altri studi per confrontare algoritmi e identificare quelli più efficaci. Il design di LoCoQuad e il software necessario per implementarlo sono stati pubblicati online e possono essere scaricati gratuitamente su GitHub. I ricercatori sperano che altri team in tutto il mondo scarichino il loro software e inizino a utilizzare LoCoQuad per testare i propri algoritmi di apprendimento automatico.

"Continueremo a lavorare sugli aggiornamenti per il nostro fantastico piccolo robot, " Bernal Lecina ha detto. "Il nostro primo obiettivo è migliorare le capacità del cervello per rendere la piattaforma più interessante per altre università e gruppi di ricerca, in modo che possano iniziare a utilizzare LoCoQuad come piattaforma di riferimento per testare i propri algoritmi e anche per iniziare a insegnare la robotica mobile a livelli accademici inferiori con un robot per ogni studente".

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