Mai più metallo, arrivano i robot morbidi con centinaia di usi


Da qualche parte, in alcuni avanzatissimi laboratori, qualcosa si muove, si contorce, si sviluppa e si avviluppa. Cos’è?

Forse un robot anguilla, che nuota silenziosamente in un’enorme vasca oscurata piena di acqua salata. I suoi movimenti ritmici, simili a nastri, mimano alla perfezione quelli del suo corrispettivo biologico.

O forse si tratta una macchina con le sembianze di un polpo, in grado di stritolare un moderno modellino di Nautilus. I robot flessibili, infatti, possono compiere un numero molto più alto di operazioni rispetto ai sistemi ai quali siamo tradizionalmente abituati.

Eliminare la rigidità delle macchine che vogliamo inserire nell’ambiente è uno dei presupposti necessari per raggiungere l’obiettivo di una vera normalizzazione dei robot a livello sociale: noi esseri umani siamo “morbidi” e possiamo ferirci. Le strutture rigide a cui fantascienza e progettazione dei prototipi ci hanno abituato sono destinate a scomparire per far posto a una nuova generazione di automi, morbidi anch’essi.

Avevamo già parlato di come, probabilmente, i robot del futuro saranno molto diversi da come li immaginiamo. Questo significa anche che saranno molto diversi da noi.

Quali vantaggi ci daranno i robot morbidi

Se a livello concettuale è facile capire quanto uno strumento morbido sia meno pericoloso di una lama tagliente e appuntita, quali sono i vantaggi pratici che il cambio di paradigma può spingere a svilupparsi?

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Immaginiamo una morbida guaina robotica per uso cardiaco, avvolta intorno a un cuore umano e in grado di fornire assistenza per continuare a farlo battere regolarmente in caso di insufficienza cardiaca. Oppure strumenti che possano catturare specie animali delicate, come i pesci, con apposite pinze in grado di recuperarli a scopo scientifico senza danneggiarli.  Il numero di applicazioni si esaurisce lì dove termina la nostra immaginazione.

Già oggi non mancano affatto esempi della rapida espansione della robotica morbida: si tratta infatti di uno dei campi più coinvolgenti del settore, questi robot non assomigliano affatto a quelli che film e libri ci hanno promesso! Sono fatti di materiali gommosi e questo li rende spesso molto più economici da costruire, pesano meno e garantiscono una maggiore flessibilità: la mancanza di rigidità li rende meno soggetti a rotture.

Robot dai mille usi

Lo sviluppo di sistemi morbidi non toglie nulla al mondo che fino ad ora era stato prevalentemente dominato dal metallo, basti pensare ai modelli che produce Boston Dynamics. I progressi della robotica tradizionale ci hanno dato macchine versatili in grado di compiere compiti specifici con un’altissima capacità di esecuzione, ma non sono adatti a svolgere ruoli diversi da quelli per cui sono stati ideati. Da un lato, il software inserito non permette movimenti e azioni che non siano espressamente previste dai logaritmi e, dall’altro la configurazione rigida dell’hardware non può superare i limiti imposti dal materiale con cui è costruito.

Sono perfetti per svolgere lo stesso compito centinaia, migliaia di volte senza sbagliare un colpo, ma toglili dal nastro trasportatore della catena di montaggio e diventeranno costosissimi fermacarte. Queste sono le motivazioni principali alla base dello sviluppo dei soft robot.

[Un altro] entusiasmante campo di applicazione per la robotica morbida è nel settore della ricerca e soccorso“, ha detto Giada Gerboni, ricercatrice presso la Stanford University, che lo scorso anno ha tenuto un TED Talk dal titolo “L’incredibile potenziale di robot flessibili e morbidi” Tendenze digitali. “

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[Nel laboratorio in cui lavoro], c’è un gruppo di colleghi molto motivati ​​che sta sperimentando un robot morbido che cresce dalla punta, come una pianta o una vite, che sarebbe in grado di navigare nei siti archeologici inaccessibile agli esseri umani e pieno di artefatti molto delicati, o in grado di esplorare i delicati habitat sotterranei di alcune specie animali in via di estinzione“.

La ricerca di Gerboni ha anche applicazioni mediche. Attualmente sta lavorando a robot flessibili che potrebbero essere utilizzati come strumenti chirurgici per accedere a parti del corpo difficili da raggiungere, proprio come i robot morbidi dei suoi colleghi potrebbero aiutare ad accedere a siti remoti.

Il mio attuale lavoro a Stanford usa un ago flessibile che può raggiungere diverse parti del fegato da un singolo punto di inserimento e può bruciare un tumore – [distruggendo] le cellule tumorali dal calore – con la punta”, ha continuato. Un ago orientabile non è quello che ci viene in mente quando pensiamo a un robot, ma è una delle possibilità che questa nuova tecnologia offre“.

Addio metallo?

Solo recentemente i ricercatori hanno capito come eliminare gli ultimi componenti metallici duri nei robot morbidi. Gli ultimi prototipi funzionano solo con gomma e aria pressurizzata e fanno a meno di molti dei componenti più rigidi necessari in precedenza.

“In genere, il controllo dei robot soft viene eseguito con i controller elettronici e l’utilizzo di valvole rigide con conseguente robot hard/soft ibridi. Il nostro computer flessibile consente l’integrazione di un controllo complesso direttamente nella struttura di un robot morbido”, ha spiegato Philipp Rothemund, uno dei ricercatori del progetto.

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I progetti sono ancora in fase relativamente iniziale, ma si tratta della dimostrazione che il mondo dei robot è in rapidissimo sviluppo. Oltre alle applicazioni già menzionate, le pinze del robot morbido possono anche sostituire le apparecchiature convenzionali sulle catene di montaggio, grazie alla loro capacità di interagire con gli oggetti senza danneggiarli.

Robot Fish – Kuba Bożanowski

Come nota Giada Gerboni, tuttavia, è un errore considerare la robotica morbida come in conflitto con i tradizionali robot robusti.

Non direi che i robot morbidi sono migliori, si tratta di una classe diversa di robot che non possiamo evitare di prendere in considerazione“, ha detto. “I robot soft hanno già dimostrato di avere un grande potenziale perché possono articolare il loro corpo facilmente e l’utilizzo non è compromesso da contatti con oggetti sconosciuti. Avere parti non rigide può però essere svantaggioso in alcuni aspetti, perché il robot può esercitare una forza molto piccola, il che significa che non può sollevare oggetti pesanti“.

Robot morbi e duri lavoreranno insieme

In definitiva, il modo migliore per realizzare macchine utili alla nostra esistenza sarà quello di combinare i sistemi rigidi insieme a quelli morbidi, proprio come vediamo in natura. Proprio come gli esseri umani, “macchine” con strutture rigide e giunti ma anche componenti morbidi. in sostanza possiamo svolgere compiti precisissimi ma siamo anche in grado di esercitare forza.

Alcuni ricercatori sono anche impegnati a esplorare materiali che consentano ai robot soft di irrigidirsi su richiesta, oppure combinare materiali di rigidità diverse per ottenere precisione e destrezza. Il termine “robot morbido” è in circolazione a malapena da un decennio, ma si sta già ritagliando una nicchia. ma una cosa è certa: qui nel 2019, la parola “robot” non è più sinonimo di “macchina del metallo”.





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