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Dentro l’IIT, reportage, seconda parte. HyQ cane-robot

Continua il viaggio dentro l'Istituto di tecnologia italiano, siamo alla volta del quadrupede robot. Qui la prima parte

HyQ (hydraulic quadruped) è uno dei primi progetti del Dipartimento di Advanced Robotics (IIT), il progettista è lo scienziato svizzero Claudio Semini, post-doc, 33 anni.


HyQ, un cane robot, una bestia da 75 chili? A cosa serve?

Scopo principale della ricerca è di costruire una macchina out-door environment molto versatile in grado di superare terreni parecchio accidentati. Per esempio, se c'è un terremoto, HyQ potrebbe muoversi tra le macerie, iniziare a cercare le persone, fornire le prime immagini della situazione. HyQ muovendosi su zampe è molto agile e non ha i limiti evidenti dei robot che si muovono su cingolati o su ruota.

Come è nata l'idea?

Dal mio dottorato di ricerca, il progetto è partito nel 2007, all'inizio eravamo solo io e il Direttore di Dipartimento, Darwin Caldwell, e Nikos Tsagarakis, Senior Researcher, poi il gruppo è cresciuto, adesso siamo nove persone. In particolare Jonas Buchli, che ha una approfondita esperienza nel controllo di robot con zampe, ci sta aiutando a migliorare la locomozione di HyQ. In passato, Jonas ha preso parte a progetti in cui si sviluppava il software cervello dei quadrupedi-robot.

Cosa volete sia in grado di fare questo cane?

Da HyQ vorremmo ottenere dei movimenti molto veloci, oltre che farlo correre e saltare. Sperimentare un movimento preciso, veloce e dinamico, donargli diverse andature come nei cavalli: dal trotto al galoppo. Attualmente ci sono pochi robot con le zampe che riescono a fare movimenti molto veloci e precisi allo stesso tempo. Inoltre, cerchiamo di capire come si comporta un robot quadrupede in presenza di disturbi esterni, come per esempio un terreno scivoloso. Se cade non c'è nessuno che lo può rialzare.

Possiamo vedere in movimento HyQ?

No, oggi non si può, lo stiamo operando al cervello. E' momentaneamente fuori uso. Il cervello lavora con Linux Real Time, poiché dobbiamo essere certi di poter rileggere i valori mandati dai sensori ogni millisecondo, in modo da poter fare reagire velocemente HyQ e farlo muovere senza scatti.

Come comunica HyQ con l'esterno?

All’interno del laboratorio, HyQ comunica attraverso un cavo di rete Internet. Per la comunicazione in esterno stiamo pensando a varie opzioni, come per esempio una trasmissione wireless, sebbene questo sistema non abbia una portata molto lunga.

Come funzionano le zampe?

Ci sono degli attuatori idraulici molto potenti in acciaio, che vengono controllati nella posizione e nella forza e che permettono, per esempio, di creare una molla virtuale tra l’anca e il piede.

Il torso?

E' una lamiera piegata, un'idea mutuata dal campo navale.

La coordinazione del movimento?

C'è un cervello, che è un normale processore Pentium, una piccola scheda elettronica collegata ad altre in grado di acquisire dati e di leggere i sensori. Sul Pentium gira un programma scritto in linguaggio C e C++, che rappresenta l'intelligenza di HyQ, in grado di comandare la posizione dei giunti nelle zampe. Abbiamo in programma un aggiornamento del software e dell’hardware con cui riusciremo a controllare anche la forza delle zampe. Sarà importante affinché HyQ possa sentire un ostacolo che gli oppone resistenza. In questo modo potrà conoscere il tipo di territorio che deve affrontare e comportarsi di conseguenza. In futuro HyQ avrà un algoritmo che gli permetterà di decidere, in funzione del terreno e della velocità da raggiungere, un'andatura con una frequenza di passo maggiore o minore.

Chi sono i possibili acquirenti di una macchina del genere?

Altri istituti di ricerca, e, se dimostreremo che HyQ riesce a superare terreni accidentati, anche organizzazioni di primo soccorso e di emergenza, come i Vigili del Fuoco e la Protezione Civile. O i cantieri, dove HyQ potrebbe portare pesi e spostare oggetti.

E' pronto HyQ ad andare in azione?

No, non è ancora pronto per uscire, ma è pronto per la ricerca. Al momento il robot è lento ma sicuro. Riesce ad alzarsi su due zampe, come un cavallo imbizzarrito. Ciò gli permetterebbe di sorpassare un ostacolo o un fossato. Nella camminata riesce ad avere sotto controllo il suo centro di massa sulle tre zampe, cioè nel momento di equilibrio più precario. Ma ancora gli esperimenti sono su tapis-roulant, quindi su un terreno non accidentato. Gli step di ricerca successivi riguardano il perfezionamento e il peggioramento delle condizioni del terreno.

Alzandosi su due zampe potrebbe diventare un bipede, un "transformers" quindi?

Non è progettato per ciò, infatti i piedi non permettono che il robot possa avere una posizione di equilibrio statico su solo due zampe. I bipedi hanno infatti, piedi più grandi, che gli aiutano a distribuire il peso del corpo. Io preferisco i quadrupedi perché riescono ad aver un equilibrio stabile più facilmente.

L'alimentazione?

All’interno del laboratorio, HyQ è collegato con un normale cavo alla rete elettrica dell’Istituto. Nel futuro il robot potrebbe essere mosso da un motore a scoppio, invece che da batterie. L’obiettivo è di mantenere HyQ leggero e di renderlo autonomo per un tempo abbastanza lungo. Con un litro di benzina si produce energia 35 volte di più che con un chilo di batteria al litio.

Questo articolo è stato pubblicato qui

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