Eppur...cammina | La Boston Dynamics realizza un'applicazione per far camminare su due zampe il suo robot Atlas!

Eppur...cammina! La Boston Dynamics è stata in grado di realizzare tra le tante idee che circolavano nei meandri delle sale di progettazione, un'applicazione capace di fare camminare e non solo il suo robot Atlas.

Atlas è un robot con due zampe, capace di compiere innumerevoli movimenti simili a quelli che compiono gli esseri umani, incluso camminare su superfici sconnesse ed effettuare molteplici esercizi ginnici. Non pare essere nulla di che, dopo quello che fin'ora abbiamo visto nei post precedenti, ma quello che lo distingue da macchine come Asimo e QRIO è il semplice fatto che Atlas non ha alcun bisogno di "conoscere" anticipatamente l'ambiente per pianificare movimenti prefissati.

E' invece in grado di percepirlo man mano che si muove, usando congiuntamente una coppia di telecamere e un LIDAR, l'equivalente laser del radar. Inoltre i suoi movimenti sono dinamici, cioè riesce a rispondere alle modifiche nell'ambiente. Visto inoltre che si muove in un modo dinamico, contantemente sotto l'ipotesi di essere sbilanciato e regolando conseguentemente i suoi attuatori, è in grado di compensare rimanendo in piedi perfino se viene urtato a metà di un passo, per quanto proviamo a sbilanciarlo.

Robot Atlas

In termini di evoluzione dei robot è un passo gigantesco, probabilmente addirittura corrispondente a quando i primi ominidi passarono dall'andatura quadrupede a quella bipede. Raibert si mostra modesto a proposito dei suoi risultati: "Non faccio distinzioni tra due e quattro zampe", afferma.
"Quasi tutti i problemi sono fondamentalmente analoghi e lo stesso vale per quasi tutte le soluzioni, almeno quelle veramente efficaci". Secondo Raibert non serve altro, che mettere insieme potenza di calcolo, sensori, un sofisticato sistema meccanico e una chiara comprensione degli aspetti fisici del problema.

Tuttavia aggiunge che il robot non è ancora perfetto: "Atlas è in grado di camminare in certe situazioni e mostra numerosi risultati promettenti. Ma se  paragoniamo le sue capacità a quelle di un essere umano sano, esiste ancora un largo mrgine di miglioramenti". La NASA è rimasta cosi colpita da Atlas che ne ha acquistato uno per usarlo come punto di partenza del proprio concorrente alle prove DARPA. Il loro robot, di nome Valkyrie, è composto da un esoscheletro di Atlas rivestito di un elegante involucro esterno protettivo bianco. Il risultato è stato imbarazzante per la NASA: Valkyrie non ha dato buona prova di se ed è arrivato penultimo. Prossimamente vedremo come questi robot si destreggeranno con mani e braccia

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Via di corsa | Robot...come corrono su due zampe!

Via di corsa: robot...come corrono su due piedi! Riconoscendo la difficoltà del problema, una decina d'anni fa potenti aziende del settore tecnologico come Honda e Sony, hanno raccolto il "guanto" di sfida e hanno sviluppato determinati robot a due gambe, tra cui Asimo (che abbiamo già avuto modo di osservare nei post precedenti) e QRIO (si pronuncia "curio").

L'obiettivo di questi prototipi, per i quali sono stati spesi milioni di dollari, era di mettere in mostra la capacità tecnologica dei loro creatori, raggiungendo l'agognata meta e di fatto trovando la soluzione al problema della loro locomozione su due gambe. In una certa misura possimo affermare che hanno avuto successo, in quanto che hanno avuto l'abilità di creare robot in grado di salire e scendere le scale, percorrere superfici instabili, correre, ballare e perfino praticare il tai chi.

Nonostante tutto però, per quanto queste dimostrazioni siano sbalorditive, vanno prese con una certa quanto dovuta riserva. Questi robot erano fondamentalmente progettati per restare sempre stabili, il che voleva dire che se venivano fermati in qualsiasi instante, teoricamente dovevano rimanere in piedi. A questo fine sia Asimo che il suo coetaneo QRIO erano progettati per camminare in posizione rannicchiata, ovvero sia con le ginocchia piegate, per mantenere basso il loro baricentro, il che conferiva loro un aspetto bizzarro. Ma di recente sono giunte nuove fonti di ispirazione con un approccio più vicino a quello biologico!

Cheetah della Boston Dynamics

Gruppi di ricerca e aziende come la Boston Dynamics hanno fatto ottimi progressi nell'emulare la maniera dinamica con cui si muovono gli animali. Gli esseri umani, per esempio si trovano raramente in una posizione verticale davvero stabile, perfino quando stanno fermi in piedi: quasi del continuo ci si muove leggermente per mantenerci in posizione eretta, per non parlare di quando camminiamo oppure corriamo, ci si ritrova quasi costantemente nella condizione di cadere in avanti e riprenderci subito dopo.
In parte ciò si può riprodurre introducendo innumerevoli sensori per consentire a un robot di applicare le correzioni e gli spostamenti necessari in tempo reale.

Ma la Boston Dynamics ha scoperto altri vantaggi derivanti da un'osservazione attenta del modo dinamico in cui si muovono gli esseri viventi. Nel 2012 il suo robot quadrupede Cheetah ha tenuto fede al proprio nome che vuol dire "ghepardo", stabilendo il primato mondiale di velocità per un robot munito di zampe. Correndo a una velocità di 28 km/h, stabilito nel 1989. Questo è stato reso possibile grazie alla collaborazione con esperti alfine di indentificare le caratteristiche che consentono ai veri ghepardi di raggiungere velocità elevate in particolare grazie a una spina dorsale flessibile che permette all'animale di aumentare la falcata senza bisogno di zampe più lunghe.

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Robot | Come si muovono e come padroneggiano qualcosa che noi diamo già per scontanto: le gambe!

Bene abbiamo visto come l'evoluzione dei robot al giorno d'oggi sia stata davvero radicale, tanto radicale che adesso più che robot possiamo definirli umanoidi. Proviamo dunque a vedere come e cosa li rende sempre più simili a noi, iniziando da qualcosa che noi diamo per scontato: l'uso delle gambe!

Per avvertire i vantaggi forniti dalle gambe rispetto alle obsolete rotelle, basta dare uno sguardo alla polvere che si accumula sui gradini delle case in cui a fare le pulizie ci pensa un aspirapolvere robotico Roomba. Il nostro mondo è ricco di superfici irregolari, elastiche, cedevoli e perfino in movimento di tutti i tipi, che pongono conseguentemente enormi difficoltà alle limitate quanto umili ruote.
"Le gambe sono ottime perchè permettono la locomozione su terreni irregolari", spiega Marc Raibert, fondatore della Boston Dynamics. "Le persone e gli animali usano le zampe per arrivare in qualsiasi punto della Terra, mentre i veicoli a ruote o cingoli sono limitati alle superfici relativamente lisce e piatte, come le strade".

Robot cammina su due zampe

Di fatto, perfino i robot a ruote progettati specificatamente per fare fronte a terreni difficili hanno a volte problemi, come il rover marziano Spirit della NASA che è rimasto vergognosamente intrappolato in un banco di sabbia nel 2009 e a quel che ne sappiamo, si trova ancora li. Non è sorprendente che i progettisti di robot cerchino da tempo di emulare la nostra abilità di camminare con diversi gradi di successo.

Infatti, tra gli altri, ci sono robot agilissimi a forma di insetto con sei zampe e di mammifero con quattro zampe, ma quando s ne sono usate due la postura eretta si è rivelata molto più difficile. Il motivo è semplicemente che quando si hanno più di due zampe, è possibile rimenere in piedi anche in assenza di energia, mentre ci voleva poco per fare cadere i primi robot bipedi quando erano in piedi immobili per non parlare poi di quando procedevano su una superficie irregolare.

Nel prossimo post vedremo come dopo aver camminato su due zampe i robot correranno sempre su due zampe.

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