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29.12.2021 - 08:000

Un nuovo robot che sa camminare, saltare, volare e fare skate

Gli ingegneri del Caltech hanno creato un ibrido robot-drone in grado di eseguire compiti di locomozione complessi

I ricercatori del California Institute of Technology (Caltech) hanno realizzato un robot bipede che è in parte anche un drone volante in grado di eseguire compiti di locomozione complessi che sono impegnativi per i robot esistenti. Il robot ibrido, denominato Leonardo (Legs ONboARD drOne, o Leo), è incredibilmente agile tanto da poter camminare, saltare, andare su uno skateboard e volare grazie alla sua piattaforma robotica di locomozione multimodale. La ricerca è stata descritta in un articolo pubblicato online su Science Robotics.
Leo ha un’altezza di 75 cm quando cammina e pesa 2,58 kg. È costituito da un torso, un sistema di propulsione ad elica e due gambe con piedi puntati. Può funzionare in maniera autonoma grazie ai suoi computer e sensori di bordo. La velocità nominale di camminata è di 20 cm/s ma questa può aumentare significativamente utilizzando il volo intermittente mentre si è vicini al suolo.
Ogni gamba ha tre servomotori per l’azionamento: uno muove la struttura della gamba, mentre gli altri due servoattuatori guidano il meccanismo a gamba parallela. I motori incorporano riduttori ad alta riduzione e controllo di posizione integrato. Il robot utilizza anche quattro eliche posizionate simmetricamente sulle spalle per stabilizzare e controllare le manovre di deambulazione e volo.
Il busto ospita due computer di bordo, più sensori e due batterie ai polimeri di litio per alimentare il sistema. Un computer si interfaccia con i sensori, riceve i comandi, valuta gli stati in base alle letture dei sensori e calcola le traiettorie. Il secondo computer, che gestisce i controller di volo a piedi e in quota, si interfaccia con gli attuatori delle gambe e il controller del motore dell’elica, nonché con un’unità di misurazione inerziale per informazioni sull’assetto a bassa latenza.
Leo è il primo robot che utilizza gambe multi-giunto e propulsori basati su elica per ottenere un controllo di precisione sul suo equilibrio. Ciò significa che i robot con locomozione multimodale possono passare dalla modalità di camminata a quella di volo secondo necessità. Tali caratteristiche potrebbero potenzialmente consentire missioni robotiche e operazioni non possibili per i robot di locomozione monomodale. Il team di ingegneri ha eseguito alcuni test, sia all’aperto che al chiuso, che includevano azioni come camminare su un terreno pianeggiante, volare e camminare sincronizzati, camminare e stare in equilibrio su una corda allentata e guidare uno skateboard attorno ai coni stradali usando la spinta delle eliche.
Il prossimo obbiettivo dei ricercatori è quello di sviluppare un design delle gambe più rigido in grado di supportare una parte maggiore del peso del robot e aumentare la forza di spinta delle eliche, oltre a rendere il robot più autonomo. Inoltre, gli ingegneri hanno in programma di aggiungere un algoritmo di controllo dell’atterraggio dei droni di nuova concezione, che utilizza il deep learning, così da aiutare Leo ad avere una maggiore comprensione dell’ambiente per prendere le proprie decisioni sulla migliore combinazione di camminata, volo o movimento ibrido.

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