Lo sviluppo dei robot dotati di arti per la locomozione è arrivato alla soglia dell’utilizzo quotidiano. Le ricadute tecnologiche in settori come l’assistenza agli anziani, ai disabili e agli infermi.
Ormai non passa congresso scientifico sulla robotica avanzata, in giro per il mondo, in cui le aree dimostrative non vedano macchine più o meno autonome di ogni dimensione muoversi su zampe o gambe meccaniche: otto, sei, quattro, due arti per la locomozione. Ormai anche il pubblico non specializzato ha capito che i robot che “camminano” sono entrati saldamente nel campo del reale. E’ dubbio però che molti si rendano conto di quanto macchine dello stesso tipo siano vicine ad entrare nella vita di tutti i giorni. O almeno,, macchine che dai robot che camminano traggono le proprie fondamenta tecnologiche.
L’appuntamento ormai imprescindibile in Italia per affrontare questi e altri temi di robotica avanzata è Robotica 2010, in programma dal 17 al 19 novembre in Fiera Milano (www.roboticaexpo.eu/it_rbt/index_rbt.asp) nell’ambito di HiTech Expo, dedicherà un’attenzione particolare ai robot dotati di arti, nell’ambito del suo impegno di prima rassegna italiana interamente dedicata ai robot umanoidi e di servizio.
Il razionale che sta dietro ai robot che usano arti per muoversi è l’estensione del loro ambito operativo ad ambienti difficili o impossibili da affrontare con ruote o cingoli: terreni impervi, quindi, ma anche aree costruite con dislivelli e scale. Naturale quindi che i primi ad essere interessati siano i militari. Le Forze Armate degli Stati Uniti in effetti studiano le “walking machines” (una categoria che comprende, ma è più estesa, i robot che camminano) dagli anni ’60. Gli sviluppi fatti in molti settori, dall’informatica alla sensoristica, dai motori ai materiali e ai metodi di controllo della camminata, ha portato a realizzare veri e propri “muli” meccanici autonomi, come il famoso BigDog di Boston Dynamics, spin-off del MIT.
E’ significativo che l’ultimo ostacolo che si frappone all’entrata in servizio operativo di quello che con tipico acronimo militare viene definito LS3 (Legged Squad Support System) non abbia a che vedere con gli aspetti “robotici” o delle “zampe” ma con la fonte di energia. Oggi è un motore di derivazione motociclistica, che ha lo svantaggio essere molto rumoroso, cosa molto controproducente in condizioni di combattimento. E infatti la DARPA, che finanzia il progetto, sta spendendo 3 milioni di dollari su ulteriori studi sul BigDog, che hanno a che fare con la sua propulsione.
Le stesse soluzioni saranno applicate anche alla versione bipede di BigDog (Petman), in corso di sviluppo, che ha come obiettivo ufficiale la prova delle tute anti-armi chimico-batteriologiche. Petman infatti si muove con la stessa agilità di un essere umano, e quindi può tranquillamente mettere alla prova l’adattabilità ai movimenti di una tuta, ma Petman ha tutta l’aria di potere diventare un vero robot bipede in grado di accompagnare le truppe in ambienti impossibili per BigDog (per esempio in una casa con scale). Più esplicitamente inteso per compiti operativi (inizialmente ricognizione) è d’altra parte il BWR (Bipedal Walking Robot) dell’Università Bucknell, in Pennsylvania, anch’esso finanziato dai militari americani (in questo caso la Marina, cui appartengono i Marines).
Nonostante queste macchine siano vicine all’entrata in servizio, è probabile che le persone normali entreranno in contatto con le tecnologie che stanno loro alla base non attraverso versioni “civili” dei robot militari ma grazie ad applicazioni di alcune di quelle tecnologie. In particolare, i sottosistemi che gestiscono il movimento (arti meccanici e relativi sistemi di propulsione e controllo) sono già stati trasformati in “protesi” meccaniche, o meglio esoscheletri, in grado di assistere una persona nella camminata. Anche qui i militari hanno iniziato presto (la DARPA studia gli esoscheletri da decenni) e ora stanno passando a sistemi operativi.
Il caso più noto è HULC (acronimo significativo che significa anche più prosaicamente Human Universal Load Carrier), sviluppato dal colosso della difesa Lochkeed-Martin dopo avere acquistato la start-up californiana (Berkeley Bionics) che lo aveva inventato. HULC è un esoscheletro che si aggancia alla parte inferiore del corpo e si sostituisce alla gambe, offrendo inoltre la possibilità di portare fino a 90 chili di carico (zaini, apparecchiature, armature). Attualmente HULC è alimentato a batterie ma la versione di serie avrà celle a combustibile alimentate a metanolo, che consentiranno un’autonomia di oltre 72 ore.
Lockheed-Martin per ora non parla di applicazioni civili, ma la giapponese Honda e la neozelandese REX Bionics non si tirano indietro. La prima ha applicato alcune tecnologie del notissimo robot umanoide Asimo a un sistema composto di due moduli che assiste la camminata e sostiene parte del peso corporeo (una specie di sgabello con le gambe). Il sistema è indirizzato a chi fa lavori che richiedono movimento continuo e/o lunghi periodi passati in piedi, ma anche e soprattutto agli anziani e a chi è riabilitazione. Il sistema infatti esercita i muscoli consentendo di compiere i movimenti della vita di tutti i giorni, cosa impossibile con le normali tecniche di riabilitazione.
Un obiettivo decisamente più impegnativo ha invece il REX (Robotic Exoskeleton) di REX Bionics che è a tutti gli effetti una sedia a rotelle camminante. Il REX è costituito infatti da un esoscheletro che si aggancia alla parte inferiore del corpo, di cui sostiene interamente il peso. Il disabile che lo utilizza comanda i propri movimenti tramite un joystick e REX gli permette di camminare, fare le scale, salire e scendere da piani inclinati fino a 7 gradi di inclinazione, ruotare su se stesso. La prima versione richiede che la superficie di appoggio sia consistente e liscia (come un pavimento o un marciapiede) ma la mobilità che consente è comunque sorprendente, e soprattutto la persona sta in piedi, il che ha un valore psicologico e pratico (per non parlare degli aspetti medici e sanitari) fortissimo per un disabile in carrozzella.
REX pesa 38 Kg, il sistema Honda 6,5 Kg; tra questi due limiti c’è un’ampia gamma di possibili sistemi e funzioni. La robotica avanzata si sta rivelando una tecnologia pivot, che provoca rivoluzioni in diversi campi attigui. E per una volta, quelli che hanno a che fare con il miglioramento diretto delle condizioni degli esseri umani sembrano essere privilegiatI.
Robotica 2010, giunta alla seconda edizione, sarà dedicata a tecnologie, ritrovati e prodotti al servizio dell’uomo e della qualità della vita, i robot cosiddetti “non-manufacturing” o service robot, macchine automatizzate che si prestano a diversi impieghi, dall’assistenza agli anziani alle applicazioni mediche e chirurgiche, dall’home automation alle situazioni di pericolo, dai settori ambientale, per la manutenzione e l’ispezione ai personal robot per il tempo libero, l’entertainment e l’educazione.
Robotica 2010, organizzata da ArtEnergy Publishing, vedrà la presenza di università e centri di ricerca, laboratori d’avanguardia e aziende fortemente innovative, affiancando all’area espositiva conferenze, workshop e momenti d’incontro B2B che favoriranno iniziative di trasferimento tecnologico e di supporto alla competitività, mettendo a confronto il mondo della ricerca e delle spin-off accademico-universitarie con quello della ricerca industriale, del venture capital e dell’investimento in capitale di rischio effettuato nelle prime fasi di vita di un’azienda.
