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Jul 17, 2023

Una pianta

I ricercatori del Brain-Inspired Robotics (BRAIR) Lab e dell'Università Nazionale di Singapore hanno sviluppato un controller ispirato alle piante per bracci robotici che consente loro di eseguire compiti in

I ricercatori del Brain-Inspired Robotics (BRAIR) Lab e dell’Università Nazionale di Singapore hanno sviluppato un controller ispirato alle piante per bracci robotici che consente loro di eseguire compiti in ambienti non strutturati del mondo reale. I morbidi bracci robotici, ispirati a organismi disossati come tentacoli e piante di polpo, sono realizzati con materiali flessibili e leggeri che possono subire una deformazione elastica uniforme, consentendo movimenti compiacenti e agili. Tuttavia, i controller esistenti per i bracci robotici morbidi sono limitati agli ambienti di laboratorio e non funzionano bene in ambienti naturali e dinamici.

Per superare questa limitazione, i ricercatori hanno proposto un nuovo tipo di controller ispirato ai movimenti e al comportamento delle piante. Contrariamente alla credenza popolare, le piante si spostano attivamente da un punto all'altro utilizzando strategie basate sulla crescita. La strategia di controllo sviluppata dai ricercatori replica i meccanismi informatici decentralizzati responsabili dei movimenti delle piante.

Il controller bio-ispirato utilizza agenti informatici decentralizzati combinati in una struttura dal basso verso l’alto. Semplifica il comportamento complessivo di raggiungimento del braccio morbido del robot sfruttando le funzionalità meccaniche del braccio. Il braccio è costituito da una disposizione ridondante di moduli morbidi, ciascuno attivato da una triade di attuatori disposti radialmente. Questa configurazione consente al braccio di generare sei direzioni principali di flessione.

Gli agenti computazionali nel controller sfruttano la configurazione dell'attuatore per riprodurre due tipi di movimenti delle piante: circumnutazione e fototropismo. Le circumnutazioni sono oscillazioni comunemente osservate nelle piante, mentre il fototropismo comporta movimenti direzionali verso la luce. Implementando questi schemi di movimento, il braccio robotico può navigare e completare efficacemente le attività in ambienti non strutturati.

Il controller ispirato alle piante offre semplicità ed efficienza nel suo design, sfruttando le proprietà meccaniche fondamentali del braccio morbido del robot. Fornisce ai bracci robotici morbidi un mezzo per eseguire compiti che richiedono il raggiungimento di posizioni o oggetti specifici che potrebbero essere inaccessibili ai robot rigidi. La struttura decentralizzata del controller consente un comportamento robusto e adattabile, e la sua natura bio-ispirata consente un funzionamento sicuro a costi potenzialmente bassi.

Lo sviluppo di questo controller ispirato alle piante segna un passo significativo verso l’implementazione di bracci robotici morbidi in applicazioni del mondo reale. Traendo ispirazione dalla natura, i ricercatori sono in grado di sfruttare le capacità intrinseche di piante e animali per migliorare le prestazioni dei sistemi robotici. Questo lavoro pionieristico apre nuove possibilità per la robotica in vari settori, dove i robot possono spostarsi e operare in ambienti che prima erano difficili o inaccessibili.