Le lumache, con la loro lentezza e il loro corpo viscido, potrebbero sembrare una strana fonte di ispirazione per la robotica. Eppure, proprio loro hanno fornito il modello per un nuovo tipo di robot in grado di rivoluzionare il modo in cui i bot terrestri affrontano compiti complessi in ambienti accidentati.
Sviluppate da un team di ricercatori della Chinese University di Hong Kong, queste innovative robo-lumache possono operare in modo indipendente o unirsi in sciami, aprendo la strada a una nuova generazione di robot in grado di esplorare, soccorrere e affrontare sfide finora impossibili per i loro predecessori.
La robotica di sciame e i suoi limiti
Negli ultimi anni, la cosiddetta “robotica di sciame” ha attirato grande attenzione da parte dei ricercatori (e dei militari, come purtroppo accade). Questo approccio prevede l’utilizzo di piccoli robot aerei o terrestri, che possono lavorare in modo autonomo o come parte di un gruppo di bot identici, coordinando i loro movimenti per portare a termine un compito. Gli sciami robotici potrebbero essere impiegati in diverse applicazioni, dalla ricerca di sopravvissuti in siti disastrati all’esplorazione di ambienti pericolosi o addirittura di altri pianeti.
Quando si tratta di robot terrestri tradizionali, però, spesso ci sono limiti quando si tratta di formare sciami. A differenza dei bot aerei e subacquei, che possono muoversi sia orizzontalmente che verticalmente e formare configurazioni tridimensionali, i robot terrestri sono limitati. Possono affrontare solo movimenti orizzontali e alla creazione di forme bidimensionali. Inoltre, la maggior parte dei modelli sperimentali finora sviluppati può muoversi solo su superfici lisce e piatte, limitando ulteriormente le loro potenziali applicazioni.
Biomimetica sempre uber alles: le lumache White Jade
Per superare questi ostacoli, il team di ricercatori guidato da Da Zhao ha cercato ispirazione nel mondo naturale, in particolare nelle lumache di terra White Jade. Questi gasteropodi sono in grado di muoversi su diverse superfici grazie alla loro base viscosa, ma possono anche fermarsi e utilizzare la suzione per creare un legame molto più forte quando necessario. (Vi linko qui la ricerca).
Le robo-lumache sviluppate dai ricercatori cinesi imitano queste caratteristiche. Ogni robot è dotato di un guscio sferico in ferro ferromagnetico all’interno del quale si trovano una batteria, un microprocessore e altri componenti elettronici. Sulla parte inferiore del guscio, sono montati dei cingoli in gomma con magneti incorporati, simili a quelli dei carri armati. Tra i due cingoli, infine, è posizionata una ventosa retrattile a suzione.
Due modalità di movimento per una maggiore versatilità
Le robo-lumache possono muoversi in due diverse modalità. Nella “modalità libera”, la ventosa viene mantenuta retratta e non alimentata, permettendo al bot di spostarsi su terreni sia lisci che accidentati utilizzando solo i cingoli. I magneti incorporati nei cingoli consentono inoltre alle robo-lumache di arrampicarsi l’una sul guscio dell’altra.
Una volta in posizione, il robot può passare alla seconda modalità, la “modalità forte”, estendendo e attivando la ventosa. In questo modo, la ventosa aderisce saldamente al guscio dell’altro robot, unendo i due bot in modo stabile. Tuttavia, il guscio del robot può ancora ruotare rispetto alla ventosa, consentendogli di pivotare sul posto senza perdere l’adesione.
Lumache robot: i test sul campo e le potenziali applicazioni
Durante i test all’aperto, gli sciami di robo-lumache hanno dimostrato di poter lavorare insieme per eseguire diverse attività, come arrampicarsi su sporgenze, attraversare spazi vuoti e formare un singolo braccio robotico. Sebbene in questi esperimenti i bot siano stati controllati a distanza, i ricercatori sperano che in futuro possano svolgere queste operazioni in modo autonomo.
Le potenziali applicazioni di questi sciami robotici ispirati alle lumache sono molteplici. Potrebbero essere utilizzati per esplorare ambienti ostili o di difficile accesso, come zone disastrate o altri pianeti, per cercare sopravvissuti o raccogliere informazioni. La loro capacità di unirsi e formare strutture tridimensionali apre anche la strada a nuove possibilità per la costruzione e la manipolazione robotica.
Un passo avanti nella robotica di sciame terrestre
Le robo-lumache sviluppate dal team di Da Zhao rappresentano un significativo passo avanti nella robotica di sciame terrestre. Ispirandosi a un organismo apparentemente poco adatto come la lumaca, questi ricercatori hanno dimostrato che è possibile superare i limiti dei robot terrestri tradizionali e creare sciami in grado di affrontare compiti complessi in ambienti accidentati.
Con l’ulteriore sviluppo e perfezionamento di questi sistemi, potremmo assistere a una nuova generazione di robot terrestri in grado di esplorare, soccorrere e lavorare in modi finora impossibili, aprendo la strada a un futuro in cui la collaborazione tra macchine e l’ispirazione tratta dalla natura giocheranno un ruolo sempre più centrale.
L’articolo Dalla natura alle robo-lumache: sciami di robot per compiti “off road” è tratto da Futuro Prossimo.
Robotica, Tecnologia, biomimetica
