In uno sviluppo rivoluzionario, un team di ingegneri dell’Università della California di San Diego (UCSD) ha realizzato una mano robotica in grado di ruotare gli oggetti usando solo il senso del tatto, senza bisogno di input visivi. Ispirandosi al modo naturale in cui gli esseri umani maneggiano gli oggetti, il team ha creato un approccio innovativo ed efficiente.
La mano robotica è dotata di quattro dita, ognuna equipaggiata con 16 sensori tattili posizionati sul palmo e sulle dita. Ogni sensore, dal costo contenuto di circa 12 dollari, ha una funzione basilare: rilevare se sta toccando un oggetto o meno. Questa strategia si distingue per l’utilizzo di numerosi sensori tattili a basso costo e bassa risoluzione, che utilizzano segnali binari semplici (tocco o non tocco) per eseguire la rotazione dell’oggetto nella mano robotica.
Al contrario, gli altri metodi dipendono da pochi sensori tattili ad alta risoluzione e ad alto costo posizionati su una piccola area della mano robotica, principalmente sulla punta delle dita. Il professor Xiaolong Wang, esperto di ingegneria elettrica e informatica presso l’UC San Diego e responsabile dello studio, ha spiegato i limiti di tali approcci. Essi minimizzano il contatto con l’oggetto, riducendo la capacità di rilevamento del sistema, e i sensori tattili ad alta risoluzione, che forniscono informazioni sulla trama degli oggetti, sono difficili da simulare e proibitivi per l’utilizzo negli esperimenti nel mondo reale.
Wang ha dichiarato: “Dimostriamo che non abbiamo bisogno di dettagli sulla trama di un oggetto per svolgere questo compito. Abbiamo solo bisogno di semplici segnali binari che indichino se i sensori hanno toccato o meno l’oggetto, e questi sono molto più facili da simulare e trasferire nel mondo reale.”
Il team ha addestrato il sistema attraverso simulazioni di una mano robotica virtuale che ha ruotato una vasta gamma di oggetti, inclusi quelli con forme irregolari. Il sistema valuta quali sensori sulla mano entrano in contatto con l’oggetto durante la rotazione e tiene in considerazione le posizioni attuali delle articolazioni della mano e le azioni precedenti. Utilizzando queste informazioni, il sistema istruisce la mano robotica su quale articolazione muovere e dove nel prossimo istante temporale.
I ricercatori hanno testato il sistema sulla mano robotica reale con oggetti mai incontrati prima. La mano robotica è stata in grado di ruotare una varietà di oggetti senza problemi, tra cui un pomodoro, un peperone, una lattina di burro di arachidi e una papera di gomma giocattolo, quest’ultima è stata l’oggetto più sfidante a causa della sua forma. Gli oggetti con forme più complesse richiedevano più tempo per essere ruotati, ma la mano robotica è stata in grado di farlo efficacemente. Il sistema ha dimostrato la capacità di ruotare gli oggetti attorno a diversi assi.
Attualmente, il team sta lavorando per estendere il proprio approccio a compiti di manipolazione più complessi. Tra le prossime sfide ci sono lo sviluppo di tecniche per permettere alle mani robotiche di afferrare, lanciare e destreggiarsi. Il professor Wang ha dichiarato: “La manipolazione in mano è una capacità molto comune tra gli esseri umani, ma è estremamente complessa da implementare nei robot. Se riuscissimo a conferire questa abilità ai robot, si aprirebbero nuove possibilità di compiti che possono svolgere”.
Questo notevole sviluppo rappresenta un significativo passo avanti nel campo della robotica, aprendo potenzialmente la strada a robot capaci di manipolare oggetti anche al buio o in ambienti visivamente difficili.