Un passo avanti per i robot con intelligenza di movimento
I robot consapevoli dell’impatto sono uno degli obiettivi chiave nel campo in continua evoluzione della robotica. Attualmente, i robot si fermano prima di un impatto, come nel caso dell’azione di raccogliere qualcosa. Ogni pausa, per quanto breve, costituisce un’interruzione nel flusso del movimento, il che significa prendere tempo e rendere i processi meno efficienti. Si tratta quindi di trovare un modo in cui i robot possano interagire in modo fluido e continuo in compiti che prevedono il contatto, senza danneggiare gli oggetti o ferire le persone che si trovano nelle vicinanze. Poiché questi robot verrebbero utilizzati in settori come quello aerospaziale, dell’edilizia, della vendita al dettaglio e dell’aviazione, questo deve valere sia per il contatto con piccoli oggetti che con oggetti grandi e pesanti. Il progetto I.AM si sta muovendo verso una soluzione. «Abbiamo sviluppato un sistema in grado di accelerare tali compiti del 5-10% e, se si considera che più robot ripetono costantemente i compiti in un grande centro logistico, ad esempio, il risparmio rende il processo notevolmente più efficiente», afferma Alessandro Saccon, coordinatore del progetto I.AM. Il progetto, finanziato dall’UE e ospitato dal Politecnico di Eindhoven, nei Paesi Bassi, si è occupato del software che controlla il robot.
La sfida di creare una robotica dotata di intelligenza di movimento
«Ci siamo chiesti: che tipo di intelligenza di movimento è necessaria per eseguire un contatto a velocità non nulla? È possibile prevedere cosa accadrebbe in un simile contesto? A volte i robot si muovono molto velocemente, quindi come si possono rendere sicuri e precisi?» La questione è più complessa di quanto si possa pensare. I robot devono essere in grado di «capire» cosa fare nel caso di un risultato inaspettato, ad esempio cosa succede in caso di mancato contatto e quale deve essere l’azione successiva. «Poiché le cose si muovono più velocemente, è più probabile che si verifichino degli errori, quindi il robot deve anticipare e reagire, e questo non è facile da costruire», spiega Saccon. «Se calcio un pallone, cosa succederà al pallone? Come faccio a prendere un oggetto da un tavolo e cosa succede se lo manco?» La soluzione deve essere di ampio respiro: «Naturalmente tutto deve essere implementato nel software, ma la sfida è sviluppare la logica e l’intelligenza per eseguire questi compiti. È necessario disporre di un hardware adeguato, di un software e di un’intelligenza del movimento consapevole dell’impatto», aggiunge.
Iterazioni multiple di misurazioni in tempo reale rendono gli algoritmi più robusti
Il progetto ha utilizzato i calcoli dei concetti primitivi, prendendo in considerazione elementi come la massa e l’attrito, e le simulazioni software per vedere quali fossero le lacune tra i modelli matematici e gli eventi. Anche se la simulazione non corrisponderà mai completamente al comportamento dei robot, grazie alle misurazioni in tempo reale dell’impatto dei robot con diversi tipi di oggetti in diversi tipi di scenari, il team ha potuto perfezionare gli algoritmi. Saccon spiega: «È un ciclo in cui si applica un algoritmo teorico di controllo del robot all’interno di una simulazione, si verifica il risultato nella simulazione e lo si confronta con i risultati dell’applicazione nella realtà». Poi inizia un processo iterativo per mettere a punto l’algoritmo di controllo. «Dobbiamo comprendere i limiti della simulazione, perché essenzialmente questo diventerà il vostro modello mentale», aggiunge Saccon.
Risorse open-source per la progettazione robotica
Le scoperte del progetto in materia di modellizzazione, rilevamento, apprendimento e controllo degli impatti rapidi sono accessibili online suddivise in quattro sezioni: «I.Model» offre modelli di impatto accurati in grado di prevedere gli stati del robot dopo l’impatto in base alle condizioni precedenti; «I.Learn» utilizza modelli di incertezza per generare parametri di controllo; «I.Sense» ha sviluppato una tecnologia di rilevamento consapevole dell’impatto e «I.Control» riunisce modelli, pianificazione e componenti di rilevamento per attività di manipolazione efficienti accessibili online. «Creare robot che sfruttano gli impatti per la manipolazione è un’impresa ardua, ma abbiamo dimostrato che si può fare», afferma Saccon.
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I.AM, robotica, robot con intelligenza del movimento, robot consapevoli dell’impatto, progettazione robotica, controllo robotico
