Ti presentiamo Morphobot: reinventare la ricerca e il salvataggio con arti riutilizzabili

Aug 12, 2023

Eric Sihite et al.

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Quando la parola "Morphobot" ti attraversa la mente, non sorprende se i tuoi pensieri vanno immediatamente all'affascinante mondo di Transformers. Dopotutto, questo universo iconico presenta uno straordinario gruppo di esseri robotici capaci di trasformarsi in forme diverse, passando senza soluzione di continuità tra veicoli, oggetti o persino creature viventi.

Tuttavia, in un nuovo sviluppo pubblicato sulla rivista Nature Communications è emerso un robot nella vita reale che porta il soprannome di "Morphobot" (M4). Secondo i suoi ricercatori, il robot può attraversare diversi terreni a terra e in aria trasformando abilmente le sue appendici tra ruote, eliche, gambe e mani.

Traendo ispirazione da animali come uccelli, suricati e foche, questo straordinario robot esibisce una serie impressionante di movimenti. Può volare, rotolare, strisciare, accovacciarsi, restare in equilibrio e persino cadere senza sforzo, consentendogli di adattarsi e navigare in ambienti diversi.

I risultati potrebbero migliorare la progettazione dei robot utilizzati in compiti critici come operazioni di ricerca e salvataggio a seguito di disastri naturali, missioni di esplorazione spaziale e sistemi automatizzati di consegna dei pacchi.

Alcuni animali dimostrano una notevole adattabilità riutilizzando i loro arti per attraversare terreni diversi. I leoni marini utilizzano le pinne per camminare sulla terra, i suricati stanno sugli arti posteriori per una migliore osservazione e gli uccelli chukar usano le ali per sostenere la scalata di pendii ripidi.

Ispirandosi a questo fenomeno naturale, Alireza Ramezani e colleghi hanno progettato M4, un robot con quattro gambe ciascuna composta da due giunti e ventole intubate fissate alle estremità delle gambe.

Con un peso di 6 chilogrammi e una lunghezza di 70 centimetri, con un'altezza e una larghezza di 35 centimetri, il robot mostra la sua versatilità attraverso il suo esclusivo design a ventola. Questi ventilatori possono passare senza soluzione di continuità dalla funzione di gambe, propulsori a elica o ruote.

Secondo un comunicato stampa, il robot M4 può camminare su terreni accidentati, superare pendii ripidi e ribaltarsi su grandi ostacoli. Ha anche dimostrato la sua capacità di ascendere a livelli più alti prendendo il volo e manovrando attraverso percorsi dal soffitto basso strisciando.

Tali risultati mettono davvero in luce i vantaggi della progettazione di robot con appendici multiuso. Dotandole di capacità versatili, le macchine possono avventurarsi senza paura in terreni diversi e impegnativi, superando senza sforzo ostacoli che un tempo sembravano insormontabili.

Dobbiamo solo tornare indietro a pochi giorni fa, quando una storia avvincente si è svolta nelle profondità dell'Oceano Atlantico. Un ROV (veicolo a comando remoto) di acque profonde si è avventurato nell'ignoto per svelare il mistero di un sottomarino scomparso e il destino delle cinque anime a bordo. Ha fatto una scoperta fondamentale: i detriti.

In definitiva, sono sviluppi come questi che infrangono i limiti di ciò che i robot possono ottenere in ambienti complessi, inaugurando una nuova era di esplorazione e risoluzione dei problemi.

Lo studio completo è stato pubblicato su Nature Communications il 27 giugno e può essere trovato qui.

Estratto dello studio:

La progettazione dei robot può trarre molta ispirazione dalla natura, dove esistono molti esempi di strategie di locomozione altamente resilienti e tolleranti ai guasti per spostarsi su terreni complessi reclutando appendici multifunzionali. Ad esempio, uccelli come Chukar e Hoatzin possono riutilizzare le ali per la camminata quadrupede e la corsa inclinata assistita dalle ali. Questi animali mostrano un'impressionante destrezza nell'impiegare le stesse appendici in modi diversi e nel generare molteplici modalità di locomozione, risultando in tratti di locomozione altamente plastici che consentono loro di interagire e navigare in vari ambienti ed espandere la loro gamma di habitat. La biomimetica robotica del riutilizzo delle appendici degli animali può produrre robot mobili con capacità senza precedenti. Ispirandoci agli animali, abbiamo progettato un robot in grado di affrontare ambienti non strutturati e multi-substrato, inclusi terra e aria, impiegando i suoi componenti in modi diversi come ruote, propulsori e gambe. Questo robot si chiama Multi-Modal Mobility Morphobot, o M4 in breve. M4 può utilizzare i suoi componenti multifunzionali composti da diversi tipi di attuatori per (1) volare, (2) rotolare, (3) strisciare, (4) accovacciarsi, (5) bilanciarsi, (6) capovolgere, (7) esplorare e (8 ) loco-manipolare. M4 può attraversare pendii ripidi fino a 45 gradi. e terreni accidentati con grandi ostacoli in modalità bilanciamento. M4 possiede computer e sensori di bordo e può utilizzare autonomamente le sue modalità per negoziare un ambiente non strutturato. Presentiamo il progetto di M4 e diversi esperimenti che mostrano le sue capacità multimodali.