L’industria della robotica continua a evolversi rapidamente, con nuove tecnologie che migliorano sia la sicurezza sul lavoro sia l’impatto ambientale dei robot. Recenti studi della Washington State University hanno messo in luce sviluppi significativi: algoritmo avanzato che rende i robot orientati verso la sicurezza e consapevoli della disattenzione umana, e il potenziale ecologico dei robot di consegna automatici, capaci di ridurre l’impronta di carbonio. Questi progressi promettono di trasformare il modo in cui i robot interagiscono con gli esseri umani e l’ambiente, aprendo la strada a un futuro più sicuro e sostenibile.

Algoritmo innovativo per migliorare la sicurezza dei Robot in ambienti di lavoro

Un team di ricercatori della Washington State University ha sviluppato un nuovo algoritmo che potrebbe rendere i robot industriali significativamente più sicuri quando lavorano a stretto contatto con gli esseri umani. In molti settori industriali, i robot condividono lo spazio di lavoro con gli operatori umani, spesso eseguendo compiti ripetitivi che possono portare a incidenti dovuti alla disattenzione. Mehdi Hosseinzadeh, professore assistente presso la Scuola di Ingegneria Meccanica e dei Materiali della Washington State University, ha guidato uno studio che ha sviluppato un algoritmo specificamente progettato per tenere conto della disattenzione umana.

L’algoritmo di sicurezza funziona osservando il comportamento degli operatori umani e identificando livelli di disattenzione. Quando viene rilevato un comportamento negligente, il robot modifica le sue azioni per ridurre il rischio di incidenti. Ad esempio, può rallentare le sue operazioni o modificare la sua posizione per evitare di intralciare un operatore distratto. Questa capacità di adattamento rende i robot più resilienti e meno suscettibili agli errori umani.

I test iniziali del nuovo algoritmo, condotti in simulazioni al computer su linee di imballaggio e assemblaggio, hanno dimostrato un miglioramento della sicurezza fino all’80% e dell’efficienza fino al 38% rispetto ai metodi tradizionali. Questi risultati promettenti spingono i ricercatori a pianificare ulteriori test in laboratorio con robot e operatori reali, con l’obiettivo di applicare questa tecnologia in contesti industriali veri e propri. L’algoritmo rappresenta un passo avanti cruciale verso l’integrazione sicura e armoniosa di robot e umani negli ambienti di lavoro.

Robot di Consegna Automatici: soluzione Verde per il futuro delle consegne

Un secondo studio della Washington State University ha esplorato il potenziale dei robot di consegna automatici per ridurre l’impronta di carbonio associata alla consegna di cibo e altri beni. Questi robot, simili a valigie e alimentati da energia elettrica, offrono un’alternativa sostenibile ai metodi di consegna tradizionali, che spesso utilizzano veicoli a benzina. Secondo lo studio, i robot di consegna hanno un’impronta di carbonio molto inferiore, contribuendo a ridurre l’inquinamento e la congestione del traffico nelle aree urbane.

Il sondaggio condotto dai ricercatori ha coinvolto 418 partecipanti, reclutati tramite la piattaforma di crowdsourcing Amazon MTurk. I risultati hanno mostrato che i consumatori con una maggiore consapevolezza ambientale erano più propensi a scegliere i robot di consegna come metodo preferito per ricevere i loro ordini, a condizione che percepissero questi robot come affidabili. Tuttavia, la preoccupazione per possibili ritardi o la qualità del cibo consegnato ha diminuito l’attrattiva dei robot per alcuni consumatori.

I robot di consegna sono diventati particolarmente popolari durante la pandemia, quando la domanda di servizi di consegna a domicilio è aumentata notevolmente. Oltre a ridurre le emissioni di carbonio, questi robot possono diminuire la congestione del traffico fino al 29%, secondo alcune stime. Molte aziende stanno già adottando questi robot per le consegne dell’ultimo miglio, con grandi catene e piccoli ristoranti che esplorano l’utilizzo di queste tecnologie attraverso piattaforme come Grubhub e Starship Technologies.

Verso un futuro più sicuro e sostenibile nella Robotica

Gli studi della Washington State University sottolineano come la robotica stia diventando sempre più sofisticata e attenta non solo alla sicurezza umana ma anche all’ambiente. Con l’adozione di algoritmi avanzati per la sicurezza e l’implementazione di robot di consegna ecologici, l’industria robotica è pronta a giocare un ruolo cruciale nella creazione di un futuro più sicuro e sostenibile per tutti. Mentre continuiamo a sviluppare queste tecnologie, il loro impatto potenziale su settori come la produzione e la logistica diventa sempre più evidente, offrendo soluzioni innovative alle sfide contemporanee.

Gli ingegneri del MIT hanno sviluppato una micro-batteria minuscola, progettata per consentire l’uso di robot autonomi delle dimensioni di una cellula, con applicazioni che spaziano dalla somministrazione di farmaci all’interno del corpo umano alla localizzazione di perdite nei gasdotti. Questa nuova batteria, lunga 0,1 millimetri e spessa 0,002 millimetri, è in grado di catturare l’ossigeno dall’aria e utilizzarlo per ossidare lo zinco, creando una corrente con un potenziale fino a 1 volt. Questa energia è sufficiente per alimentare piccoli circuiti, sensori o attuatori.

Potenziale delle Micro-Batteria per la Robotica

Michael Strano, professore di ingegneria chimica al MIT e autore senior dello studio, afferma: “Pensiamo che questo sarà molto abilitante per la robotica. Stiamo integrando funzioni robotiche sulla batteria e iniziando a mettere insieme questi componenti in dispositivi.” Il laboratorio di Strano lavora da anni su robot di piccolissime dimensioni in grado di percepire e rispondere agli stimoli nell’ambiente. Una delle principali sfide nello sviluppo di questi robot è garantire che abbiano abbastanza energia per funzionare in modo autonomo.

Le batterie a base di zinco-aria, come quelle sviluppate dal MIT, offrono una lunga durata grazie alla loro elevata densità energetica. Queste batterie sono comunemente utilizzate negli apparecchi acustici e possono essere integrate in dispositivi microscopici per fornire energia in modo autonomo, senza bisogno di una fonte esterna costante.

Applicazioni future e sviluppi della tecnologia

La batteria progettata dal team del MIT può alimentare un attuatore, come un braccio robotico in grado di alzarsi e abbassarsi, oltre a componenti elettronici come un memristore e un circuito di orologio. Inoltre, la batteria è sufficiente per far funzionare sensori che cambiano la loro resistenza elettrica quando incontrano determinate sostanze chimiche nell’ambiente.

Un futuro sviluppo di questa tecnologia potrebbe riguardare la creazione di robot in miniatura che potrebbero essere iniettati nel corpo umano per localizzare un sito specifico e rilasciare un farmaco, come l’insulina. Questi dispositivi sarebbero costruiti con materiali biocompatibili che si disintegrerebbero una volta completata la loro funzione.

Un team di ricercatori dell’Università del Minnesota Twin Cities ha sviluppato una tecnologia di stampa 3D adattiva unica nel suo genere, capace di identificare la posizione di organismi distribuiti casualmente e di spostarli in modo sicuro in posizioni specifiche per l’assemblaggio. Questa tecnologia autonoma promette di risparmiare tempo e denaro ai ricercatori nei campi della bioimaging, della cibernetica, della crioconservazione e dei dispositivi che integrano organismi viventi. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Advanced Science, e la tecnologia ha un brevetto in corso di registrazione.

Come funziona il Sistema di Stampa 3D Adattiva

Il sistema è progettato per tracciare, raccogliere e posizionare accuratamente insetti e altri organismi, sia che siano fermi, in gocce di liquido, o in movimento. Utilizzando un metodo pick-and-place guidato da dati visivi e spaziali in tempo reale, il sistema può adattarsi e garantire un posizionamento preciso degli organismi.

Guebum Han, un ex ricercatore post-dottorato in ingegneria meccanica all’Università del Minnesota e primo autore dello studio, spiega: “La stampante può agire come farebbe un essere umano, con la stampante che funge da mani, il sistema di visione meccanica come occhi e il computer come cervello. La stampante può adattarsi in tempo reale agli organismi in movimento o fermi e assemblarli in un determinato array o modello.“

Applicazioni e vantaggi della nuova tecnologia

Tradizionalmente, questo processo è stato eseguito manualmente e richiede un’ampia formazione, il che può portare a inconsistenze nelle applicazioni basate sugli organismi. Con questo nuovo sistema, il tempo necessario per i ricercatori diminuisce, permettendo risultati più coerenti. La tecnologia potrebbe aumentare il numero di organismi trattati per la crioconservazione, separare organismi vivi da quelli morti, posizionare organismi su superfici curve e integrare organismi con materiali e dispositivi in forme personalizzabili. Inoltre, potrebbe gettare le basi per la creazione di complessi arrangiamenti di organismi, come gerarchie di superorganismi, strutture organizzate presenti nelle colonie di insetti come formiche e api già oggetto di un altro studio interessante.

Un esempio pratico dell’applicazione di questo sistema riguarda il miglioramento dei metodi di crioconservazione per gli embrioni di pesce zebra, precedentemente effettuati tramite manipolazione manuale. Con questa nuova tecnologia, i ricercatori hanno dimostrato che il processo può essere completato 12 volte più velocemente rispetto al metodo manuale. Un altro esempio mostra come la strategia adattiva abbia permesso di tracciare, raccogliere e posizionare scarabei in movimento casuale, integrandoli con dispositivi funzionali.

Prospettive future e sviluppi

In futuro, i ricercatori sperano di continuare a sviluppare questa tecnologia combinandola con la robotica per renderla portatile per la ricerca sul campo. Questo potrebbe consentire ai ricercatori di raccogliere organismi o campioni in aree che normalmente sarebbero inaccessibili. Il lavoro del team è stato svolto in collaborazione con l’Engineering Research Center (ERC) per le Tecnologie Avanzate per la Preservazione dei Sistemi Biologici (ATP-Bio) ed è stato finanziato dalla National Science Foundation, dai National Institutes of Health e da Regenerative Medicine Minnesota.