I ricercatori del Dipartimento di Scienze Meccaniche e Bioingegneria dell’Università di Osaka hanno inventato un nuovo tipo di robot ambulante che sfrutta l’instabilità dinamica per spostarsi. Modificando la flessibilità degli accoppiamenti, il robot può essere fatto girare senza la necessità di complessi sistemi di controllo computazionale. Questo lavoro può aiutare la creazione di robot di soccorso in grado di attraversare terreni irregolari.
La maggior parte degli animali sulla Terra ha sviluppato un robusto sistema di locomozione utilizzando le gambe che fornisce loro un alto grado di mobilità in un’ampia gamma di ambienti. In qualche modo deludente, gli ingegneri che hanno tentato di replicare questo approccio hanno spesso scoperto che i robot con le gambe sono sorprendentemente fragili. La rottura anche di una gamba a causa dello stress ripetuto può limitare fortemente la capacità di funzionamento di questi robot. Inoltre, il controllo di un gran numero di giunti in modo che il robot possa attraversare ambienti complessi richiede molta potenza del computer. I miglioramenti in questo progetto sarebbero estremamente utili per la costruzione di robot autonomi o semi-autonomi che potrebbero fungere da veicoli di esplorazione o soccorso ed entrare in aree pericolose.
Ora, i ricercatori dell’Università di Osaka hanno sviluppato un robot biomimetico “miriapode” che sfrutta un’instabilità naturale che può convertire la camminata dritta in movimento curvo. In uno studio pubblicato di recente in Robotica morbida, i ricercatori dell’Università di Osaka descrivono il loro robot, composto da sei segmenti (con due gambe collegate a ciascun segmento) e giunti flessibili. Utilizzando una vite regolabile, la flessibilità degli accoppiamenti può essere modificata con i motori durante il movimento di marcia. I ricercatori hanno dimostrato che l’aumento della flessibilità delle articolazioni ha portato a una situazione chiamata “biforcazione a forcone”, in cui la camminata dritta diventa instabile. Invece, il robot passa a camminare seguendo uno schema curvo, a destra oa sinistra. Normalmente, gli ingegneri cercherebbero di evitare di creare instabilità. Tuttavia, farne un uso controllato può consentire una manovrabilità efficiente. “Siamo stati ispirati dalla capacità di alcuni insetti estremamente agili che consente loro di controllare l’instabilità dinamica nel proprio movimento per indurre rapidi cambiamenti di movimento”, afferma Shinya Aoi, autore dello studio. Poiché questo approccio non guida direttamente il movimento dell’asse del corpo, ma piuttosto controlla la flessibilità, può ridurre notevolmente sia la complessità computazionale che il fabbisogno energetico.
Il team ha testato la capacità del robot di raggiungere posizioni specifiche e ha scoperto che poteva navigare seguendo percorsi curvi verso i bersagli. “Possiamo prevedere applicazioni in un’ampia varietà di scenari, come ricerca e salvataggio, lavoro in ambienti pericolosi o esplorazione su altri pianeti”, afferma Mau Adachi, un altro autore dello studio. Le versioni future potrebbero includere ulteriori segmenti e meccanismi di controllo.
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