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Un passo da gigante per il genere umanoide
La prossima generazione di esploratori che camminerà sulla luna o su Marte potrebbe essere chiamata robonauti. Possono svolgere compiti scientifici simili agli astronauti, ma non richiederebbero alcuna attrezzatura di supporto vitale o rifugio. Il primo robonauta potrebbe viaggiare verso la stazione spaziale per lavorare fianco a fianco con gli astronauti nei prossimi tre anni, se i piani della NASA andranno a buon fine.
Lavora con me: La NASA e la General Motors hanno sviluppato un robot umanoide chiamato Robonaut2. È progettato per lavorare a fianco degli umani o in modo autonomo.
La NASA e la General Motors stanno sviluppando il primo di questi robot umanoidi, chiamato Robonaut2 . A differenza dei rover su Marte della NASA, Robonaut2 è progettato per imitare da vicino la forma, il movimento e il comportamento di un essere umano. Ciò potrebbe renderlo ideale per lavorare a fianco degli umani o per testare veicoli spaziali umani e alloggi, ma presenta anche alcune sfide ingegneristiche uniche. GM spera di utilizzare i robot nei suoi impianti di produzione e di incorporare la tecnologia risultante in alcuni dei suoi prodotti, compresi i sistemi di sicurezza dei veicoli.
Gli ingegneri dietro Robonaut2 hanno iniziato a lavorare sul robot nel 2007; il suo design ha avuto origine da una versione che la NASA ha creato più di 10 anni fa.
Robonaut2 attualmente consiste solo nella parte superiore del busto. Pesa circa 45 chilogrammi ed è dotato di oltre 350 sensori. Questi includono sensori tattili sui punti di contatto delle dita e dei palmi del robot e sensori di prossimità nelle sue braccia. Gli ingegneri hanno anche costruito molle e materiali elastici nelle articolazioni per dare al robot un controllo e una flessibilità migliori e per consentirgli di muoversi a velocità più elevate e simili a quelle umane. Il robot può trasportare carichi utili di circa nove chilogrammi, quattro volte di più rispetto ad altri robot umanoidi.
Rob Ambrose, capo della divisione Software, Robotica e Simulazione presso il Johnson Space Center della NASA a Houston, afferma che il nuovo robot rappresenta un miglioramento significativo rispetto al suo predecessore. È progettato per funzionare a una velocità e una scala simili agli umani e quando incontra le persone si adegua e lavora in sicurezza con loro, dice.
La tecnologia necessaria per percepire gli esseri umani e rispondere all'azione umana è particolarmente importante, ed è qualcosa su cui stanno lavorando ricercatori di tutto il mondo, afferma Matteo Mason , professore di robotica e informatica alla Carnegie Mellon University di Pittsburgh. Robonaut2 è una piattaforma importante per sviluppare e testare tali tecniche, aggiunge.
Un'altra sfida chiave è consentire a Robonaut2 di comunicare efficacemente con gli astronauti. Questa è davvero una nuova area, aggiunge saggio felice , un assistente professore in informatica presso l'Università del Wisconsin-Madison e membro del laboratorio di interazione uomo-macchina presso la CMU. In che modo un robot interpreta i segnali sociali? Come comunica indietro? Vogliamo che i robot siano membri del team e il nuovo lavoro è un passo in quella direzione. Per il momento, Robonaut2 si limita a comunicare con gli umani in modi semplici. Ad esempio, quando punta la testa verso qualcosa, è un segnale che l'essere umano che lavora accanto al robot dovrebbe guardare in quella direzione.
Lavoro di squadra: Chris Ihrke, ingegnere di progetto senior per GM, lavora con il Robonaut2 presso il Johnson Space Center della NASA a Houston.
Robonaut2 ha 42 gradi di libertà ed è molto abile, afferma Ambrose. Abbiamo aggiunto più libertà di movimento dandogli un pollice opponibile e rendendo i manipolatori molto più veloci, dice. Il robot ha anche due telecamere standard e due ad alta definizione incorporate all'interno del casco dorato che gli copre la testa. Ciò fornisce immagini stereoscopiche in 3D dell'ambiente circostante, che il robot utilizza per costruire una mappa di profondità degli oggetti vicini. Ha anche una serie di indicatori luminosi che danno agli astronauti una comprensione generale dello stato in cui si trova il robot. E il robot può percepire un contatto molto leggero; se una persona lo tocca ovunque, può fermarsi all'istante, per proteggerlo dai danni. Anche la sua pelle esterna è realizzata con materiali morbidi e lisci in modo che se un astronauta ci urta contro, non subirà danni.
Il nuovo robot è progettato per funzionare in modo autonomo, utilizzando il feedback dei sensori per completare le attività impostate. Oltre a costruire nuovo hardware robotico, una delle sfide principali è scrivere software per rendere i robot abbastanza intelligenti da fare le cose da soli, afferma Andrew Ng, professore di informatica alla Stanford University, che lavora allo sviluppo di robot domestici per tutti gli usi.
Ambrose afferma che la NASA vuole utilizzare il robot per una serie di missioni diverse, inclusi viaggi alla stazione spaziale per eseguire lavori di riparazione e missioni sulla luna o su Marte come missione precursore di quelle con equipaggio. Quando fa parte di una squadra uomo-robot, il robot potrebbe anche essere lasciato indietro per continuare il lavoro scientifico. Ma Mason aggiunge che il robot è ancora molto giovane e che c'è molto lavoro da fare. Le prestazioni umane sono un livello elevato e, sebbene i robot non si siano avvicinati ad esso, ogni progresso di questo tipo è molto importante, afferma.