Spot Mini di Boston Dynamics non è più l’unico esemplare di robot a quattro zampe in grado di stupire per le sue capacità motorie. Dai laboratori di robotica del Massachussets Institute of Technologies è uscito infatti Cheetah 3, un altro robot quadrupede, apparentemente simile a Spot Mini, ma con una grande differenza: è cieco. Benché volutamente privo di occhi elettronici, come telecamere e sensori esterni, Cheetah 3 può salire scale disseminate di ostacoli e saltare su terreni accidentati, senza alcuna difficoltà. Gli scienziati chiamano “locomozione cieca” la sua capacità di muoversi nonostante l’assenza della vista.
Il team del designer di Cheetah 3, Sangbae Kim, professore associato di Ingegneria Meccanica al Mit, spiega così la scelta di puntare su altri sensi piuttosto che su quello della vista: “La vista può essere piuttosto imprecisa, e a volte non disponibile. Se ci si basa troppo su di essa, il robot deve essere molto accurato nel posizionamento e potrebbe rallentare. Per questo vogliamo che il robot si basi di più sulle informazioni tattili. In questo modo può gestire ostacoli improvvisi e muoversi velocemente”. Insomma, gli ingegneri puntano a rendere Cheetah 3 perfettamente efficiente anche in situazioni in cui la vista può essere ostacolata o non essere disponibile. L’obiettivo futuro è servirsi dell’automa per compiti che possono risultare troppo pericolosi per gli umani, per esempio missioni di salvataggio in contesti di rischio.
“Cheetah 3 è progettato per svolgere compiti versatili come l’ispezione di centrali elettriche, che richiede la capacità di muoversi su diverse superfici e in diverse condizioni, tra cui scale, cordoli e ostacoli a terra”, afferma Kim. “Penso che ci siano innumerevoli occasioni in cui noi [vorremmo] inviare robot per fare compiti semplici, invece di esseri umani. I lavori pericolosi, sporchi e difficili possono essere eseguiti in modo molto più sicuro mediante robot telecomandati”.
Il nuovo robot sarà presentato a ottobre a Madrid alla International conference on intelligent robots.
Il segreto di Cheetah 3: due preziosi algoritmi
Nel video divulgato proprio dall’istituto universitario Mit, si vede Cheetah 3 correre, trottare e saltare in laboratorio, ma anche approcciare diverse tipologie di terreno all’aria aperta. Un algoritmo di rilevazione del contatto e uno di controllo predittivo basato sul modello permettono a Cheetah 3 di mantenere l’equilibrio e muoversi con consapevolezza nonostante sia cieco.
Il primo algoritmo aiuta il robot a determinare il momento migliore per passare dall’oscillazione al passo. L’algoritmo calcola costantemente per ogni gamba tre fattori: la probabilità che una gamba entri in contatto con il suolo, il calcolo probabilistico della forza generata una volta che la gamba colpisce il suolo e la probabilità che la gamba sia a metà corsa. Se il robot incappa lungo il suo cammino in un blocco di legno, il suo corpo si inclinerà improvvisamente, spostando l’angolo e l’altezza del robot. Questi dati confluiranno nel calcolo delle tre probabilità per ogni gamba, che l’algoritmo combinerà per stimare se ogni gamba deve impegnarsi a spingere verso il basso sul terreno, o sollevarsi e allontanarsi per mantenere il suo equilibrio.
Il secondo algoritmo invece permette a Cheetah 3 di capire quanta forza deve applicare sul terreno e di rendere ogni passo veloce e sicuro. Kim ha spiegato: “L’algoritmo di rilevamento dei contatti vi dirà quando è il momento di applicare forze sul terreno. Ma una volta che si è sul terreno, diventa necessario calcolare che tipo di forze da applicare in modo da poter muovere il corpo nel modo giusto”.
Gli scienziati tuttavia non escludono che in futuro Cheetah 3 possa essere dotato anche di telecamere, una volta migliorata la sua capacità di muoversi anche in assenza della vista.
