Il robot ispirato alla stella piumata padroneggia le manovre tridimensionali subacquee
I ricercatori della North Carolina State University sfruttano l'intelligenza meccanica e due attuatori per ottenere un movimento acquatico tridimensionale completo.
Di Letizia Giugliano
2 min di letturaHuman-Edited, AI-Assisted
Tradotto automaticamente dall’originale inglese Leggi l’originale
Gli ingegneri della North Carolina State University hanno realizzato un robot acquatico ispirato alla stella piumata marina per muoversi in ambienti subacquei in tre dimensioni. La nuova invenzione riesce a nuotare in più direzioni e a restare in sospensione usando soltanto due attuatori, affidandosi a un design strutturale intelligente invece che a complessi sistemi di controllo elettronico.
Superare la barriera della manovrabilità nella robotica subacquea
Sviluppare macchine che nuotano naturalmente in acque profonde ha da sempre imposto pesanti compromessi ingegneristici nella robotica subacquea. Un gruppo di ricerca della North Carolina State University aveva già sviluppato un robot acquatico ad alta velocità ispirato alle mante, come riportato da New Atlas. Sebbene quella macchina precedente dimostrasse una rapida propulsione in avanti, presentava un limite importante: mancava di una piena manovrabilità tridimensionale, rendendo difficili sterzare, risalire e ruotare senza aggiungere peso considerevole e ingombro meccanico.
«Normalmente servirebbero almeno sei attuatori per ottenere questo. Ma grazie al suo design strutturale, nel robot stella piumata otteniamo questa gamma di movimenti con soli due attuatori.»
— Jie Yin, autore corrispondente, North Carolina State University
Intelligenza meccanica ispirata alla stella piumata
Per risolvere questo limite, gli ingegneri si sono rivolti ai crinoidi, comunemente noti come stelle piumate. Questi invertebrati marini impiegano numerose appendici flessibili simili a piume per coordinare il movimento in modo fluido nella colonna d'acqua. Nelle piattaforme robotiche tradizionali, eguagliare quel grado di mobilità multiasse richiede in genere almeno sei motori o attuatori dedicati. Il gruppo universitario ha aggirato questo onere affidandosi all'intelligenza meccanica, un approccio ingegneristico in cui la geometria fisica e le proprietà dei materiali eseguono movimenti che altrimenti richiederebbero complessi algoritmi di controllo e hardware più pesante, come dettagliato da New Atlas.
Tre distinte modalità di nuoto con soli due attuatori
L'innovazione si basa su un design strutturale che utilizza arti elastici controllati da soli due attuatori. Regolando il modo in cui questi due input si attivano, la macchina passa tra tre distinte modalità di movimento. In modalità medusa, entrambi gli attuatori si attivano simultaneamente, spingendo verso il basso le appendici simili a piume per far risalire l'unità; poiché le ali sono monostabili, tornano naturalmente alla loro forma di riposo, permettendo alla macchina di affondare o restare in sospensione. In modalità pesce, l'attivazione di un singolo attuatore produce colpi asimmetrici che spingono il robot in avanti o indietro. Infine, in modalità rotore, impulsi alternati tra i due attuatori consentono al dispositivo di ruotare nettamente attorno al proprio asse centrale, secondo New Atlas.
Potenziali applicazioni per l'esplorazione marina
Semplificare il movimento acquatico attraverso la meccanica strutturale offre una piattaforma più leggera e affidabile per lavorare sott'acqua senza sovraccaricare le batterie di bordo. Secondo il gruppo di ricerca documentato da New Atlas, le future iterazioni di questa invenzione potrebbero trasportare telecamere subacquee per il monitoraggio ecologico, recuperare e sollevare oggetti sommersi, oppure coordinare compiti cooperativi insieme ad altre unità robotiche marine.
Leggi anche su The Patent: Neuroni coltivati in laboratorio decifrano il Braille e guidano cani robot · Il diserbo con l'AI dà il via alla terza rivoluzione agricola
