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Gli animali a quattro zampe, quando camminano e accelerano, cambiano naturalmente andatura per risparmiare energia, come passare dal passo al trotto. Questo principio di efficienza energetica, noto come “dinamica intrinseca”, è stato ora trasferito con successo ai robot grazie a una ricerca innovativa condotta dal Professor Alin Albu-Schäffer del TUM (Technical University of Munich). Il risultato è BERT, un robot quadrupede in grado di muoversi in modo altamente economico ed efficace.
Dinamiche intrinseche e calcolo dei movimenti efficienti
La dinamica intrinseca è un concetto fondamentale che descrive come umani e animali regolano automaticamente il movimento per risparmiare energia. Ad esempio, il corpo adatta la rigidità dei muscoli in risposta a superfici più dure. Tuttavia, replicare questi adattamenti nei robot è sempre stato una sfida.
Il team del Professor Albu-Schäffer ha sviluppato uno strumento rivoluzionario che rende calcolabili questi movimenti intrinseci per i robot. Grazie a questo approccio, è possibile identificare e programmare movimenti che imitano quelli più naturali ed efficienti degli animali.
BERT, il robot quadrupede progettato dal DLR (German Aerospace Centre), è stato il banco di prova per questa tecnologia. La ricerca, finanziata dall’UE tramite un ERC Advanced Grant, si concentra sulla locomozione efficiente e versatile. Gli scienziati hanno identificato sei schemi di movimento per BERT, come camminare, trottare o saltellare, che richiederebbero poca energia in un mondo senza attriti.
Sincronizzazione delle oscillazioni naturali
Per funzionare nel mondo reale, dove l’attrito è inevitabile, i ricercatori hanno aggiunto un regolatore controllato da computer che fornisce impulsi di energia al momento giusto, simile a un genitore che spinge un bambino sull’altalena al punto più alto. Questa sincronizzazione è stata sviluppata grazie a uno studio approfondito sul ritmo e sull’oscillazione naturale.
La validità del metodo è stata dimostrata in una gara tra tre versioni di BERT. Il robot con movimenti basati sulla dinamica intrinseca si è dimostrato più veloce e dinamico rispetto ai suoi “fratelli” programmati con schemi di movimento convenzionali.
Implicazioni e futuro dei robot autonomi
Questo progresso rappresenta un passo significativo verso robot autonomi che possono muoversi con la stessa efficienza degli esseri viventi. Le applicazioni spaziano dalla robotica per l’esplorazione spaziale a dispositivi di assistenza quotidiana. L’innovazione apre nuove possibilità per la progettazione di robot che si integrano naturalmente nell’ambiente umano, riducendo il consumo energetico e migliorando l’agilità.
