Stampa 3D: Mano Robot dell’MIT

I robot hanno una vastissima gamma di “punti forti” ma la delicatezza tradizionalmente non configura tra di essi. Dita ed arti rigidi rendono difficile afferrare, tenere e manipolare una serie di oggetti di uso quotidiano, senza correre il rischio di farli cadere o schiacciarli.

Partendo da questa semplice constatazione, i ricercatori del MIT CSAIL – Computer Science And Artificial Intelligence Laboratory – hanno scoperto che la soluzione può essere quella di rivolgersi a una sostanza più comunemente conosciuta con il nome di “Silly Putty“: silicone.

Grazie all’uso, ormai comune, di una stampante 3D, gli scienziati sono stati in grado di ricreare una Mano Robot realizzata in silicone capace di sollevare oggetti fragili ed estremamente sottili come ad esempio un uovo ed un CD. La Mano Robot, fatta di materiali convenzionali come silicone, carta e fibre, può anche raccogliere – come si vede in video – manufatti vari come una palla da tennis, un cubo di Rubik ed un peluche. Ancora una volta un’insieme di prodotti che sottolineano l’interesse a rendere “delicata” l’interazione.

L’aspetto ancor più impressionante è la presenza, sulle tre dita di cui è dotata la Mano Robot, di speciali sensori che possono stimare con buona precisione le dimensioni e la forma dell’oggetto che si intende manipolare.

Daniela Rus, direttore del distretto di Robotica del CSAIL, sottolinea:

La difficoltà d’interagire con oggetti di diverse dimensioni e materiali, è spesso per i robot un limite alle loro capacità. Riuscire a fare in modo che essi abbiano la una presa forte e delicata è il primo passo importante.

I ricercatori sostengono che i robot dotati di “mani morbide” hanno un certo numero di vantaggi rispetto agli automi convenzionali, tra cui la possibilità di gestire utensili di forma irregolare ed oggetti di spessore millimetrico evitando compressioni.

Gli umanoidi dotati di questa particolare Mano Robot rappresentano quindi un intrigante nuova alternativa. Tuttavia, uno svantaggio alla loro “flessibilità” o “conformità” è che spesso hanno difficoltà a misurare con precisione dov’è posizionato l’oggetto.

Entrano in gioco, a questo punto, i sensori.

Quando la Mano Robot è affine ad un utensile, le dita rimandano segnali di localizzazione. Grazie a questi dati, il robot può raccogliere un oggetto sconosciuto e confrontarlo con un cluster esistente di punti che rappresentano i dati immagazzinati e relativi ad oggetti manipolati in regressione. Con soli tre punti campionati in una singola presa, gli algoritmi del robot sono in grado di distinguere prodotti analoghi in termini di dimensioni.

In altre parole, immaginiamo un essere umano bendato in grado con l’utilizzo esclusivo del senso del tatto di riconoscere un dato oggetto: i sensori rappresentano la “vista” tattile del robot. Essi forniscono informazioni tradotte in conoscenza ed un ulteriore bagaglio di competenza.

Il team spera dunque che, con ulteriori progressi, il sistema possa alla fine identificare decine di oggetti distinti, ed essere programmato per interagire con loro in modo arbitrario a seconda della loro dimensione, forma e funzione.

I ricercatori controllano la Mano Robot tramite una serie di pistoni che spingono aria pressurizzata attraverso le dita di silicone. La pressione causa delle bollicine che attraversano e distendono le dita, costringendo e stimolando il loro allungamento.

La mano utilizza due tipi di presa: “avvolge”, l’oggetto è interamente contenuto all’interno della pinza e “pizzica”, in cui l’utensile si tiene con la punta delle dita.

Dulcis in fundo, il sistema funziona praticamente su qualsiasi piattaforma robotica.

Concludiamo con le significative parole della Dottoressa Rus:

Il nostro sogno è quello di sviluppare un robot che, come un essere umano, può avvicinarsi ad un oggetto sconosciuto, grande o piccolo, determinarne la forma e le dimensioni approssimative e capire come interfacciarsi con esso in un unico movimento senza soluzione di continuità.