Gli ingegneri del Robotics and AI Institute hanno costruito un robot a due braccia che scambia rigidità con velocità, puntando a prendere, lanciare e passare oggetti come fanno le persone. Il progetto è descritto sulla rivista Science Robotics.
Meno inerzia, più controllo
Il robot, chiamato AthenaZero, è alto circa 1,6 metri con un'apertura alare di circa 1,8 metri. Ha un solo grado di libertà nel busto, due braccia a sette giunti e due mani sottoattuate con sei giunti ciascuna, azionate da 22 attuatori su 27 giunti totali. Il team ha usato motori quasi-direct drive e spostato le parti pesanti della trasmissione lontano dai giunti. Il risultato è una massa effettiva alla mano paragonabile a quella umana, con inerzia riflessa circa un ordine di grandezza inferiore a un braccio convenzionale ad alta rigidità.
Perché prendere è difficile
La maggior parte dei bracci industriali è costruita per mantenere rigidamente una posizione. Funziona per muovere un utensile lungo un percorso noto, e male quando un oggetto arriva con quantità di moto. Un braccio rigido trasmette l'urto direttamente al riduttore e all'oggetto, ed è per questo che i robot faticano a prendere una palla o a passare qualcosa senza pianificazione accurata. Un braccio più leggero rinuncia a un po' di precisione di traiettoria ma guadagna la capacità di accelerare rapidamente e assorbire il contatto, così il controllo viene dal movimento invece che dalla forza.
Cosa significa per il settore
AthenaZero solleva comunque più di 3 kg, abbastanza per i piccoli pezzi che si spostano tra le stazioni. Il prototipo conta perché porta una lezione di progettazione per chi costruisce macchine che lavorano vicino alle persone: motori, riduttori e cuscinetti determinano quanta massa deve muovere il braccio, e ogni grammo risparmiato al polso vale diversi alla spalla. La manipolazione dinamica — prendere, lanciare, far scivolare un pezzo in posizione — è la prossima capacità che i ricercatori inseguono, e richiede hardware che si lasci spingere dal mondo invece di combatterlo.
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Cuscinetti sinterizzati in bronzo e ferro per macchinari ad alto volume
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