Per funzionare nel modo più efficiente, la rigidità e la posizione dei robot gonfiabili devono essere controllate in modo rapido ed efficace.

I robot gonfiabili realizzati con materiali flessibili che possono essere gonfiati hanno una serie di interessanti proprietà, tra cui la loro leggerezza e alti livelli di conformità (ovvero la capacità di subire una deformazione elastica). Queste qualità li rendono ideali per il completamento di compiti in ambienti non strutturati o in ambienti in cui sono destinati a operare molto vicino all’uomo.

Per funzionare nel modo più efficiente, la rigidità e la posizione dei robot gonfiabili devono essere controllate sia in modo rapido che efficace. La maggior parte dei modelli esistenti per il controllo della rigidità e della posizione di robot gonfiabili morbidi, tuttavia, sono piuttosto limitati e in genere ottengono risultati insoddisfacenti.

I ricercatori della Brigham Young University hanno recentemente condotto uno studio volto a valutare e confrontare diversi metodi per controllare simultaneamente la rigidità e la posizione dei robot gonfiabili.

Il loro articolo, pubblicato sull’International Journal of Robotics Research, introduce un modello che rappresenta la rigidità come variabile di stato. Questo modello potrebbe  essere utilizzato per controllare la rigidità e la posizione dei robot gonfiabili in modo più efficiente.

I robot soft possono cambiare il modo in cui i robot affrontano le attività di manipolazione nel mondo reale, al di fuori delle fabbriche o di altri ambienti strutturati.

ha dichiarato a TechXplore Marc Killpack, uno dei ricercatori che ha effettuato lo studio che aggiunge

Tuttavia, uno dei principali punti di forza dei robot soft con attuatori antagonisti – due camere pneumatiche che causano la coppia in direzioni opposte nel caso della nostra carta – viene spesso trascurato o non esplicitamente utilizzato per controllare la rigidità articolare.

Gli esseri umani e altri organismi biologici sono in grado di controllare continuamente la rigidità delle articolazioni, adattandosi a diverse situazioni e interazioni con oggetti o persone nel loro ambiente. In passato, alcuni ricercatori sono stati in grado di replicare questa capacità su robot rigidi tradizionali utilizzando strategie di controllo attivo.

 

Robot umanoide gonfiabile di nome King Louie. Credito: Best, Rupert & Killpack.

 

Queste strategie, tuttavia, comportano in genere il controllo dei robot tramite codice che non funziona a velocità davvero elevate. Di conseguenza, le loro prestazioni possono non essere soddisfacenti.

La nostra scoperta principale è stata che è possibile controllare esplicitamente la rigidità articolare e la posizione simultaneamente per robot morbidi, su larga scala e controllati pneumaticamente.

ha affermato Killpack.

La capacità di un robot morbido di controllare efficacemente sia la rigidità che la posizione era sicuramente una funzione della pressione della sorgente disponibile e della pressione di controllo massima consentita.

Quando Killpack e i suoi colleghi hanno valutato il loro approccio al controllo predittivo del modello (MPC), hanno scoperto che ha ottenuto risultati molto più promettenti ed è stato significativamente più facile da regolare rispetto agli approcci precedentemente concepiti basati sul controllo delle modalità dei singoli giunti robotici. I loro risultati evidenziano la necessità di introdurre toolkit ed esercitazioni su come applicare tecniche MPC simili a quelle presentate nel loro studio.

In futuro, queste tecniche potrebbero in definitiva guidare i ricercatori di robotica che non hanno le basi necessarie per elaborare autonomamente gli approcci MPC, aiutandoli a ottenere un migliore controllo sia della rigidità che della posizione dei robot gonfiabili.