Asimo, robot della Honda, sta scendendo delle scale.

Robot bipedi: perché saranno utili e a che punto siamo?

Costruire robot umanoidi che si spostino con delle ruote è abbastanza facile. Costruire robot bipedi, invece, è più complesso. Lo diamo per scontato, ma abbiamo progettato le nostre società considerando che siamo esseri bipedi. E se vogliamo che in futuro i robot operino con totale efficienza nella società, la robotica deve tenerne conto.

TechEmergence ha esaminato 4 aziende che sono all’avanguardia nello sviluppo di robot bipedi. Vediamo quali sono queste aziende, i loro robot e perché queste macchine saranno sempre più utili in futuro.

 

Honda

La società giapponese è ormai da tempo leader nello sviluppo di robot umanoidi. In particolare, sta lavorando sui movimenti dei robot bipedi dagli anni ’80. La prima grande dimostrazione dei frutti di questo lavoro è avvenuta nel 2000 con ASIMO (Advance Step in Innovation Mobility). Il robot era capace di camminare lentamente senza un sistema di supporto.

Da quel momento Honda ha apportato con costanza diversi miglioramenti. Nel 2011 creò il primo ASIMO autonomo. Aveva migliori capacità di equilibrio e adattava automaticamente il suo comportamento senza l’intervento di un operatore esterno.

La versione più recente di ASIMO ora può salire e scendere le scale, camminare in avanti e all’indietro, ballare, saltare su un piede e correre a 5 km/h. È più veloce, agile e stabile. È alto all’incirca 120 cm, pesa più o meno 54 kg e ha un’autonomia di 1 ora.

ASIMO è stato progettato per aiutare le persone in difficoltà. Potrà fare da infermiere, assistente d’ufficio o maggiordomo. Al momento, però, ASIMO è stato adottato solo per le pubbliche relazioni. Infatti è stato usato per promuovere Honda e per accogliere le persone nel museo di Tokyo.

Nel 2014 l’ingegnere capo di Honda, Satoshi Shigemi, dichiarò che ci sarebbero voluti altri 10-20 anni per produrre in massa il robot per le famiglie.

 

Boston Dynamics (Softbank Group)

Apriamo prima una piccola parentesi. Boston Dynamics è figlia del Massachusetts Insititue of Technology e ha ricevuto finanziamenti dalla DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) per sviluppare il robot quadrupede BigDog. La società è stata poi comprata nel 2013 da Google X che l’ha venduta alla giapponese Softbank proprio all’inizio di quest’anno. Per lo stesso accordo, Google ha anche venduto SCHAFT alla Softbank: si tratta di un’azienda che lavora sui robot bipedi.

Ma il robot bipede per eccellenza della Boston Dynamics è ATLAS: dal 2013 sono stati fatti diversi progressi. ATLAS è alto circa un metro e mezzo, pesa quasi 75 kg e può trasportare fino a 11 kg di carico. Il robot può muoversi su terreni sconnessi, sollevare scatole e rialzarsi da terra. L’anno scorso è stato pubblicato un video che mostrava il robot camminare su un terreno innevato e irregolare. Un compito estremamente difficile da riprodurre in una macchina.

Softbank ha già investito molto per portare sul mercato robot umanoidi. Nel 2015 ha iniziato a vendere Pepper, un robot umanoide su ruote capace di riconoscere le principali emozioni umane. Al momento Pepper è usato in più di 100 negozi per il servizio clienti.

Attualmente l’uso dei robot nei negozi al dettaglio è abbastanza limitato. Ma se in futuro Pepper avrà dei piedi anziché delle ruote? Un upgrade di questo tipo potrebbe ampliare il baglio di azioni del robot e le aree in cui potrebbe essere adottato.

 

PAL Robotics

Spostiamoci in Spagna. LA PAL Robotics costruisce robot umanoidi da più di un decennio.

Di recente ha annunciato che avrebbe messo in vendita TALOS, un robot bipede in grado di camminare fino a 3 km/h e di muoversi su terreni sconnessi. Il robot è alto 1,75 metri e pesa 95 kg. Ogni braccio può sollevare fino a 6 kg.

Vediamo altre delle sue caratteristiche.

TALOS per ora funziona come strumento di ricerca per migliorare la robotica. La speranza è che entro i prossimi 5 anni il robot possa lavorare con le persone nelle fabbriche. Un altro uso potrebbe essere quello di sostituire le persone in attività troppo pericolose. Ad esempio, potrebbe fare riparazioni o liberare passaggi in zone disastrate (come si sta facendo con l’impianto nucleare di Fukushima).

 

Agility Robotics

Questa è una nuova startup nata dall’Oregon State University. I suoi progetti sono stati finanziati dalla DARPA (un milione di dollari).

Il robot bipede di Agility Robotics si chiama Cassie. Con Cassie i ricercatori vogliono comprendere meglio gli umani. I movimenti e la forma delle gambe del robot ricordano gli uccelli. Non a caso il nome Cassie deriva da “cassowary”, ovvero “casuario”, un particolare tipo di uccello.

Cassie può camminare in modo dinamico, correre, sedersi e stabilizzarsi se viene spinto.

Agility Robotics sta già vendendo Cassie agli istituti di ricerca e alle accademie. Il robot in futuro potrebbe essere d’aiuto in caso di disastri o nelle spedizioni. Per il secondo caso, il cofondatore Johnatan Hurst ha precisato: “I droni volanti non spediranno sacchi da 20 kg di cibo per cani“.

La sfida tra droni volanti e di terra per le consegne a domicilio sta per iniziare.

 

Ma i robot bipedi sono necessari?

Qualcuno risponderebbe “No”. Queste attività i robot potrebbero farle anche se si spostano su ruote. In parte è vero, ma i robot su ruote hanno dei punti deboli.

Innanzitutto, hanno enormi difficoltà a salire le scale. Hanno difficoltà anche nel camminare sopra a degli oggetti che intaccano il loro percorso. In questi casi, un robot bipede farebbe molto meglio.

Ma 2 gambe sono meglio di 4? Non necessariamente. Con 4 gambe c’è più stabilità e i robot quadrupedi sono più facili da costruire. Ad esempio, i robot della Boston Dynamics Spot e SpotMini possono muoversi su un terreno irregolare, salire i gradini e correre velocemente. Sono di sicuro più agili del robot ATLAS, al momento.

Il CEO di TechEmergence, Daniel Faggella, ha commentato: “I robot bipedi hanno fatto progressi straordinari negli ultimi 10 anni, ma sembra improbabile che saranno i robot più popolari o utili nelle applicazioni commerciali o industriali a breve termine. La destrezza e l’equilibrio robotico sono problemi estremamente impegnativi, e finché non vengono risolti, i robot su ruote o quadrupedi sembrano avere il vantaggio per l’utilità in casa o in un area di lavoro. Non penso che i robot bipedi saranno comuni in entrambi i settori entro il prossimo mezzo decennio.

Gli esseri umani non sono bipedi per motivi legati all’efficienza o alla semplicità. Camminare su due gambe è stato un compromesso evolutivo per liberare le mani e quindi per poter afferrare e manipolare oggetti. Quando si costruiscono robot da zero, non c’è bisogno di seguire gli stessi vincoli biologici che hanno caratterizzato la nostra evoluzione.

I futuri robot per la consegna, per la socializzazione e per il salvataggio potrebbero non essere umanoidi. Forse saranno più simili a centauri.

Tuttavia, ci sono altre ragioni tecniche e sociali che ci potrebbero far preferire i robot bipedi. Questi potrebbero muoversi facilmente anche in spazi molto stretti. Ma forse il motivo principale è il loro aspetto simile al nostro. Con i robot umanoidi è più comodo e facile interagire. Ciò potrebbe essere meno importante per dei robot facchini, ma fondamentale per i robot sociali, assistenti in casa e al lavoro.

Insomma, l’aspetto e la forma dei robot dipendono soprattutto dalla loro funzione.

 

Ci vorrà ancora tempo, ma intanto…

Costruire robot bipedi che si muovano come gli umani in ambienti reali è un compito estremamente complesso. È una sfida che dura da diversi decenni e che forse durerà ancora per un bel po’.

Sono stati compiuti progressi significativi e sono già stati costruiti robot impressionanti. Nessuno degli sviluppatori principali, però, ha commercializzato questi robot. Questo perché sono ancora lontani dal riprodurre bene i movimenti umani.

È importante sottolineare che queste sperimentazioni non sono fini a se stesse. Non abbiamo costruito ancora robot umanoidi bipedi dalle movenze perfette, ma le ricerche sono di grande aiuto. Infatti, queste ricerche possono procurare altri sistemi e tecnologie utili.

Per citare un esempio, il progetto ASIMO di Honda ha portato anche alla creazione di Walking Assist. Si tratta di diverse tecnologie (tra cui un esoscheletro) che assistono la camminata delle persone. Un sitema molto utile per i disabili. L’innovazione non è una strada a senso unico.

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Foto: Flickr


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