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I piedini flessibili per robot. per camminare il 40 percento più velocemente sui terreni irregolari

I robot camminano più velocemente con i piedi flessibili recentemente sviluppati
I robotisti dell’Università della California di San Diego hanno sviluppato piedini flessibili per robot. La nuova tecnologia può portare i robot a camminare il 40 percento più velocemente su terreni irregolari come ciottoli e trucioli di legno.

Il nuovo sviluppo è importante per una varietà di applicazioni diverse, in particolare le missioni di ricerca e salvataggio.

La ricerca sarà presentata alla conferenza RoboSoft , che sarà virtuale e avrà luogo tra il 15 maggio e il 15 luglio 2020.

Emily Lathrop è Ph.D. studente presso la Jacobs School of Engineering di UC San Diego e il primo autore dell’articolo.

“I robot devono essere in grado di camminare velocemente ed efficacemente su terreni naturali e irregolari in modo da poter andare ovunque gli umani possano andare, ma forse non dovrebbero”, ha detto Lathrop.

Michael T. Tolley è professore presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Aerospaziale della UC San Diego. È l’autore principale del documento.

“Di solito, i robot sono in grado di controllare il movimento solo su giunti specifici”, ha affermato Tolley. “In questo 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 piedini robot flessibili sono costituiti da una membrana in lattice riempita con fondi di caffè. I fondi di caffè sono in grado di andare avanti e indietro tra agire da solido e liquido. Il meccanismo che consente ai media granulari, come i fondi di caffè, di agire in questo modo si chiama inceppamento granulare. Di conseguenza, i robot possono camminare più velocemente e avere una presa migliore.

Quando i piedi del robot toccano il suolo, si fermano e si conformano alla superficie per stabilire una solida base. Quando si muovono, i piedi si slacciano e si allentano tra i gradini, e le strutture di supporto vengono invocate per aiutarli a rimanere flessibili durante l’inceppamento.

Questi piedini flessibili sono stati i primi nel loro genere a essere testati su superfici irregolari.

I robot camminano più velocemente con i piedi flessibili recentemente sviluppati

I ricercatori hanno installato i piedi su un robot esapode e hanno progettato e costruito un sistema di bordo. Il sistema di bordo è in grado di generare pressione negativa e pressione positiva per sganciare e bloccare i piedi tra ogni gradino. Per inceppare i piedi, una pompa a vuoto rimuove l’aria tra i fondi di caffè. Possono anche essere bloccati passivamente se il peso del robot spinge l’aria fuori tra i fondi di caffè.

Superfici irregolari
Il robot è stato testato camminando su una varietà di superfici diverse, tra cui terreno piano, trucioli di legno e ciottoli, con e senza i piedini flessibili. I risultati sono stati che l’inceppamento passivo è più efficace su un terreno piano e l’inceppamento attivo è meglio su rocce sciolte.

Con i piedini flessibili, le gambe del robot sono state in grado di afferrare meglio il terreno, il che a sua volta ha aumentato la sua velocità. Ciò era particolarmente vero quando il robot camminava su un terreno in pendenza e irregolare.

Nick Gravish è professore presso il dipartimento di ingegneria meccanica e aerospaziale della UC San Diego e co-autore di studi.

“Il mondo naturale è pieno di terreni impegnativi per i robot ambulanti: i substrati scivolosi, rocciosi e morbidi rendono tutti i camminamenti complicati”, ha affermato Gravish. “I piedi che possono adattarsi a questi diversi tipi di terreno possono aiutare i robot a migliorare la mobilità”.

I ricercatori ora tenteranno di incorporare sensori morbidi nella parte inferiore dei piedi, che consentiranno di utilizzare una scheda di controllo elettronica. La scheda di controllo elettronica identificherebbe il tipo di terreno sul quale il robot sta per camminare e se i piedi devono essere bloccati attivamente o passivamente. I ricercatori continueranno inoltre a migliorare gli algoritmi di progettazione e controllo per una migliore efficienza.

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