Giunti e cifre più economici avvicinano la rivoluzione dei robot

Il robot umanoide Atlas, presentato l'anno scorso da Boston Dynamics, società successivamente acquisita da Google, è una meraviglia. Può arrampicarsi sulle macerie e azionare utensili elettrici. Ma queste abilità non sono economiche. Atlas ha un prezzo ben al di sopra di un milione di dollari e consuma circa 15 kilowatt di elettricità quando è in funzione, il che significa bollette elevate per il suo proprietario e ne limita la praticità. È abbastanza per alimentare un piccolo isolato, afferma Alexander Kernbaum, ingegnere di ricerca presso l'agenzia di ricerca senza scopo di lucro SRI Internazionale . Per essere veramente pratico, afferma, Atlas deve essere molte volte più efficiente.

Mano amica : Un nuovo tipo di frizione elettrostatica di SRI rende questo design circa 10 volte più economico rispetto alle precedenti mani robotiche, che potrebbero costare $ 35.000 o più.

Kernbaum fa parte di un team dell'SRI che di recente ha iniziato a lavorare su questo problema con un contratto con la DARPA, l'agenzia di ricerca del Pentagono (la stessa Atlas è stata costruita con i finanziamenti della DARPA). Il team mira a ripensare il design del robot per preservarne le capacità, ma riducendo il consumo di energia di almeno 20 volte, mettendolo alla pari con un forno a microonde.

SRI non parlerà di come sarà fatto. Ma l'approccio generale sarà quello di sostituire l'idraulica assetata di energia che muove le articolazioni di Atlas con un numero inferiore di componenti elettrici più leggeri, più efficienti ed economici che possono ottenere lo stesso risultato.

Ripensare i componenti utilizzati nei prototipi avanzati come Atlas per ridurre i costi e il consumo energetico è diventato un obiettivo importante nella ricerca sulla robotica poiché gli ingegneri cercano finalmente di far uscire queste macchine dal laboratorio, afferma Rich Mahoney, direttore della robotica di SRI. Abbiamo cose che sono sovraprogettate perché non c'è stato impulso per il basso costo e il buon design, dice.

Per molto tempo i ricercatori si sono concentrati semplicemente sulla risposta alle domande di base sulla possibilità di costruire umanoidi agili e funzionanti, afferma Mahoney. Eravamo nel dominio di 'È possibile?' Dice che questa domanda ha ora una risposta, quindi è il momento giusto per abbassare i costi dei componenti utilizzati nelle gambe, braccia e mani dei robot sofisticati, rendendoli accessibili ai piccoli imprese e anche consumatori. La manipolazione non è semplicemente disponibile a quel livello ora, dice Mahoney. Ma può essere. Dice che i componenti più economici renderebbero possibile agli umanoidi come Atlas di diventare strumenti di sicurezza standard in luoghi come le piattaforme petrolifere. Invece di 'In caso di rottura di vetro di emergenza' e c'è un'accetta, ci sarebbe un umanoide.

Dita agili: Questa mano a tre dita realizzata da iRobot può usare le sue unghie per raccogliere piccoli oggetti. Potrebbe essere realizzato per circa $ 3.000 o meno.

Più immediatamente, questi progressi potrebbero aiutare un mercato di cui Melonee Wise, CEO e cofondatrice Robotica illimitata , chiama la robotica di servizio. È quando inizi a guardare il robot che svolge compiti a misura d'uomo, dice. Ciò significa dover percepire e manipolare in modi complessi in uno spazio di lavoro complesso, come spostare le lattine in un frigorifero.

Il capostipite di questo tipo di robotica è Baxter, un robot con due braccia e semplici pinze che può lavorare nelle fabbriche insieme agli umani (vedi Questo robot potrebbe trasformare la produzione). L'azienda di Wise produce un robot mobile da $ 35.000, chiamato URB-1, che ha un solo braccio. Come Baxter, è pensato per lavorare a fianco delle persone nei magazzini e in altri spazi di lavoro umani (vedi This Might Be the Model T of Workplace Robots). Sia Baxter che URB-1 possono fare molto con semplici pinze e la tecnologia del braccio di oggi, afferma Wise. Ma essere in grado di utilizzare una tecnologia a basso costo o più capace sarebbe una grande spinta ai robot destinati agli spazi di lavoro umani.

Diverse mani robotiche a basso costo sono recentemente emerse da un altro programma DARPA chiamato ARM-H. Raggiungendo una maggiore complessità a costi inferiori, queste mani potrebbero aiutare i robot di Baxter o di Unbounded a svolgere nuovi compiti. Il produttore di Roomba iRobot ha lavorato con Harvard e Yale per creare una mano a tre dita che può fare qualsiasi cosa, dal tenere un pallone da basket al prendere una chiave appoggiata su un tavolo.

Se fosse prodotta in quantità di poche migliaia, la mano dovrebbe costare circa $ 3.000, afferma Mark Claffee, principale ingegnere di robotica presso Io Robot , che realizza anche robot militari e di telepresenza. È un cambiamento drammatico, afferma Claffee, poiché l'attuale tariffa corrente per una mano robotica con capacità simili parte da circa $ 35.000.

Un modo in cui iRobot ha ridotto i costi è stato quello di utilizzare la gomma nelle articolazioni della mano, introducendo un'elasticità che gli consente di ottenere una buona presa su qualcosa senza specificare esattamente la posizione di ogni dito per oggetti diversi. Anche i costi sono stati ridotti dando alla mano solo tre dita. È progettato in modo che tre cifre insieme possano afferrare qualcosa e due possano essere opposte per manipolare oggetti più piccoli.

Crediamo che la manipolazione cambierà le regole del gioco, afferma Claffee. Immagina di avere una piattaforma di telepresenza come la nostra Ava 500 che un giorno potrà raccogliere le cose. Ora sta lavorando per applicare alcune delle stesse tecniche di progettazione utilizzate nel dito ai bracci dei robot.

Claffee afferma che il lavoro consentirà ai robot di funzionare in ambienti molto più disordinati rispetto a Baxter. Quei robot sono capaci ma costosi e sono focalizzati su applicazioni industriali, dice Claffee. Per raggiungere i consumatori, dobbiamo ridurre significativamente i costi e disporre di manipolazioni per ambienti umani molto meno strutturati.

SRI ha anche preso parte al programma ARM-H e ha realizzato la propria mano robotica a basso costo. Questa mano fa uso di un meccanismo di frizione più economico, più leggero ed efficiente; utilizza forze elettrostatiche per bloccare un giunto in posizione. L'uso diffuso delle frizioni consente a un singolo motore di controllare tutte e tre le articolazioni in un dito.

Ciò potrebbe portare a soluzioni di manipolazione sotto i mille dollari, il che rende questo tipo di robotica più allineato al dominio dei consumatori, afferma Mahoney, sottolineando che i piccoli robot aerei e terrestri sono già disponibili per i consumatori, anche grazie al boom degli smartphone. Se Mahoney e altri hanno ragione, mani e arti robot economici ma capaci potrebbero essere prossimi a diventare accessibili.

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