Robot particelle, la forza del gruppo

Scritto da in data Marzo 27, 2019

 

Da soli possono solo contrarsi ma in gruppo si spostano ovunque come se danzassero. Sono i piccoli “robot particelle” nati da uno studio congiunto di quattro università americane – pubblicato sulla rivista Nature –, che presenta un nuovo modo di pensare e strutturare il funzionamento robotico.
Raffaella Quadri per Radio Bullets. Musiche di Walter Sguazzin.
Photo credits: Felice Frankel – Mit

Madre natura ci ha visto lungo e anche quando non ha fatto gambe, zampe o ali ha trovato il modo di consentire il movimento, persino agli esseri unicellulari e alle particelle agli albori della vita. Ed è imitando proprio queste doti della natura che gli scienziati di quattro università americane hanno ideato i loro piccoli e funzionali robottini.

Spostiamoci idealmente al di là dell’Atlantico per scoprire una interessante ricerca condotta da un team di ingegneri e scienziati di prestigiosi atenei statunitensi: Mit (Massachusetts Institute of Technology), Columbia University, Cornell University e Harvard University.
Lo studio riguarda l’ingegnerizzazione di una nuova generazione di robot che ha la caratteristica di essere formata da più unità le quali possono agire ed essere funzionali solo una volta in gruppo.

Ogni singola unità è costituita da un robot a forma di piccolo disco e dotato di magneti lungo tutto il proprio perimetro, come fossero tante minuscole zampette in grado di collegarlo alle altre unità. Di per sé ogni singola “particella” – il nome è stato dato loro perché ricordano le cellule biologiche – si può espandere e contrarre, passando da una dimensione di poco più di 15 centimetri quando contratta a una di 23 centimetri circa quando si espande.
Grazie a questo movimento e al collegamento con le altre unità attraverso all’azionamento dei magneti, più robot insieme formano un “sistema di particelle” e possono spostarsi in modo fluido in tutte le direzioni, ruotando gli uni sugli altri con un movimento che imita quello cellulare. In questo modo riescono a superare ostacoli e spingersi ovunque, anche in spazi angusti.
I movimenti non sono casuali ma coordinati e stimolati da segnali luminosi. Ogni componente li invia e li riceve grazie a sensori integrati e in base a una sequenza programmata. Questa prestabilita successione di accensione e spegnimento dei segnali di luce provoca l’apertura in sequenza delle diverse unità e, di conseguenza, il movimento dell’intero sistema.
Ogni robot particella è dotato quindi di sensori, di un microcontrollore e di un componente di comunicazione per l’invio e la ricezione dei segnali luminosi, oltre che di un motore e di una batteria che lo alimenta.

Piccoli ed efficaci, sono capaci di muoversi, trasportare oggetti ed effettuare diverse attività. La loro finalità è di essere semplici ma sempre funzionanti, la loro struttura permette al sistema di funzionare anche in caso alcune unità abbiano delle difficoltà. Essendo parti indipendenti le une dalle altre, non solo possono essere aggiunte o tolte singole unità senza influenzare l’operatività del sistema nel suo insieme, ma l’eventuale malfunzionamento di qualcuna non incide sul movimento del gruppo.
La chiave del loro successo, spiegano i ricercatori, risiede proprio nell’essere costruiti con componenti semplici ma robusti, che permettono di creare facilmente strutture in scala e con configurazioni differenti, in base alle necessità – possono arrivare addirittura a formare una struttura con 10mila particelle.

L’idea di sistemi robotici modulari non è nuova, proprio al Mit già anni fa si era studiato un sistema espandibile formato da più robot cubo, ma proprio tale forma ne limitava il movimento e la configurazione in più elementi, mentre la forma a disco dei robot particelle consente una maggiore fluidità e innumerevoli configurazioni.
Intanto lo studio prosegue e i prossimi step – affermano i ricercatori – consistono nella miniaturizzazione dei componenti per realizzare sistemi composti da milioni di particelle microscopiche. Insomma il volto della robotica sta cambiando.

Se siete interessati all’argomento, potete ascoltare e leggere le altre notizie che Technomondo ha dedicato alla robotica e agli studi del Mit di Boston.

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