H-1: il robot dalla pelle sensibile come quella umana

GERMANIAH-1: il robot dalla pelle sensibile come quella umana

14.03.20 - 08:00
Grazie a una pelle di ispirazione biologica H-1 può avere una migliore interazione con l’uomo e l’ambiente esterno
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H-1: il robot dalla pelle sensibile come quella umana
Grazie a una pelle di ispirazione biologica H-1 può avere una migliore interazione con l’uomo e l’ambiente esterno

Per la prima volta nella storia è stato creato un robot rivestito interamente da una pelle sensibile che è molto simile a quella umana. Il robot, dalle dimensioni umane e denominato H-1, è stato progettato e realizzato dai ricercatori dell’Università Tecnica di Monaco (TUM). È dotato di una pelle così sensibile da poter percepire il proprio corpo e l’ambiente circostante, il che rappresenta sicuramente un passo fondamentale verso la creazione di robot il cui scopo sarà quello di stare a stretto contatto con gli esseri umani.

La pelle artificiale è stata sviluppata dal professore di sistemi cognitivi Gordon Cheng, insieme al suo team di lavoro, ed è costituita da cellule esagonali delle dimensioni di una moneta da due euro, quindi grosse circa un pollice di diametro. Ciascuna cellula è dotata di un microprocessore e di alcuni sensori per la rilevazione di parametri quali il contatto, l’accelerazione, la prossimità e la temperatura. Questa pelle artificiale permette al robot di percepire l’ambiente circostante, muoversi in sicurezza quando si trova vicino alle persone e ne assicura anche una buona gestibilità grazie alla prevenzione attiva degli incidenti.

Cheng aveva sviluppato tali cellule già dieci anni fa, ma solo oggi queste possono mostrare il loro reale potenziale, tanto da essersi meritate una pubblicazione sulla rivista di settore Proceedings of IEEE. L’ostacolo maggiore allo sviluppo di una pelle artificiale simile a quella umana era rappresentato finora dalla capacità computazionale, cioè dalla capacità di elaborazione delle cellule. La pelle umana, infatti, è dotata di circa 5 milioni di recettori e una pelle artificiale così complessa richiederebbe uno sforzo ingegneristico davvero considerevole.

I ricercatori sono riusciti a superare questa difficoltà adoperando un approccio di neuroingegneria.

In effetti, gli ingegneri tedeschi non monitorano continuamente tutte le cellule della pelle, ma utilizzano il cosiddetto sistema “basato su eventi”, per cui la pelle hitech usa il potere computazionale solo quando le sue cellule si attivano in risposta a una variazione dei parametri che monitorano. Ciò riduce lo sforzo computazionale fino al 90 percento e, in sostanza, si tratta di un comportamento molto simile a quello dei recettori della pelle umana.

Tale approccio è stato applicato alle 1.260 cellule e ai loro 13.000 sensori presenti su tutto il corpo di H-1, comprese braccia, gambe e persino la pianta dei piedi. Questo sistema permette al robot ciò che gli scienziati definiscono una nuova “sensazione corporale”, che conferisce ad H-1 la possibilità, ad esempio, di essere in grado di rispondere a superfici del pavimento irregolari e addirittura di bilanciarsi su una gamba.

Grazie alla sua pelle artificiale H-1 è in grado di abbracciare in modo sicuro un essere umano, fatto da non considerare banale. Un robot di dimensioni umane, infatti, può esercitare una forza sufficiente per ferire gravemente una persona. H-1, invece, è dotato della capacità di utilizzare informazioni complesse per calcolare i giusti movimenti ed esercitare le pressioni di contatto corrette. «Questo potrebbe non essere così importante nelle applicazioni industriali, ma in settori come l'assistenza infermieristica, i robot devono essere progettati per un contatto molto stretto con le persone», ha spiegato Cheng. La pelle artificiale, inoltre, è composta da molte cellule e resta perfettamente funzionante anche se alcune dovessero rompersi. Come ha infine dichiarato ancora Cheng: «Il nostro sistema è progettato per funzionare senza problemi e rapidamente con tutti i tipi di robot. Ora stiamo lavorando per creare cellule cutanee più piccole con il potenziale di poter essere prodotte in quantità maggiori».

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