Piedi speciali perché i robot non inciampino, scivolino o rimangano incastrati quando si muovono su superfici diverse.

Un problema comune dei nuovi robot in grado di camminare è l’adattamento a superfici diverse. Un nuovo lavoro di un gruppo di ricercatori nel campo della robotica ha sviluppato degli innovativi piedi che permettono ai robot di camminare in condizioni diverse riducendo la possibilità di scivolare o rimanere incastrati nel terreno.

I ricercatori della University of California di San Diego hanno sviluppato per i loro robot dei piedi flessibili che possono aiutarli a camminare fino al 40% più velocemente su terreni irregolari come ciottoli e trucioli di legno.

Il lavoro ha applicazioni per missioni di ricerca e salvataggio nonché per l’esplorazione dello spazio.

I robot devono essere in grado di camminare velocemente ed efficientemente su terreni naturali e irregolari in modo da poter andare ovunque

ha detto Emily Lathrop, prima autrice del lavoro e dottoranda presso la Jacobs School of Engineering dell’UC San Diego.

I ricercatori presenteranno i loro risultati alla conferenza RoboSoft che si svolge praticamente dal 15 maggio al 15 luglio 2020.

 

 

Di solito, i robot sono in grado di controllare il movimento solo su specifiche superfici

ha affermato Michael T. Tolley, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della UC San Diego e autore senior del lavoro.

Abbiamo dimostrato che un robot in grado di controllare la rigidità, e quindi la forma, dei suoi piedi supera i design tradizionali ed è in grado di adattarsi a un’ampia varietà di terreni.

I piedi sono sfere flessibili costituite da una membrana di lattice riempita con fondi di caffè.

Strutture ispirate alla natura come le radici delle piante e con soluzioni artificiali come mucchi spinti nel terreno per stabilizzare i pendii sono incorporati nei fondi del caffè.

Il meccanismo che consente di aderire meglio si chiama inceppamento granulare.

I piedini consentono ai robot di camminare più velocemente e aderire meglio grazie a un meccanismo chiamato inceppamento granulare che consente ai supporti granulari, in questo caso i fondi di caffè, di andare avanti e indietro comportandosi in una maniera che è a metà strada tra il solido e il liquido.

Quando i piedi colpiscono il terreno, si rassodano, conformandosi al terreno sottostante e fornendo un solido appoggio. Quindi si slacciano e si allentano durante la transizione tra i passaggi. Le strutture di supporto aiutano i piedi flessibili a rimanere rigidi mentre sono bloccati.

È la prima volta che tali piedi sono stati testati su terreni irregolari, come ghiaia e trucioli di legno.

I piedi sono stati installati su un robot esapode disponibile in commercio. I ricercatori hanno progettato e costruito un sistema di bordo in grado di generare una pressione negativa per controllare l’inceppamento dei piedi, nonché una pressione positiva per sganciare i piedi tra ogni gradino.

Di conseguenza, i piedi possono essere attivamente bloccati, con una pompa a vuoto che rimuove l’aria tra i fondi di caffè e irrigidisce il piede. Ma i piedi possono anche essere inceppati passivamente, quando il peso del robot spinge fuori l’aria tra i fondi di caffè all’interno, facendoli irrigidire.

I ricercatori hanno testato il robot camminando su una superficie piana, trucioli di legno e ciottoli, con e senza i piedi. Hanno scoperto che i piedi passivi funzionano meglio su un terreno piano, ma i piedi attivi funzionano meglio sul pietrisco. I piedi hanno anche aiutato le gambe del robot ad aggrapparsi meglio al terreno, aumentando la sua velocità.

I miglioramenti sono stati particolarmente significativi quando il robot ha camminato su un terreno in pendenza e irregolare.

I ricercatori hanno quantificato esattamente il miglioramento generato da ciascun
piede e dichiarano che ha ridotto del 62% la profondità di penetrazione nella sabbia e ha ridotto del 98% la forza necessaria per estrarre il piede rispetto a un piede completamente rigido.

I passi successivi includono l’incorporazione di sensori morbidi nella parte inferiore dei piedi per consentire a una scheda di controllo elettronica di identificare il tipo di terreno su cui si sta muovendo il robot per automatizzare lo switch tra la modalità attiva e passiva.

 

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