Non schiacciate quei mirtilli: da Stanford il guanto che dà il tatto ai robot

Oggi toccano frutti rossi e palline senza schiacciarli, domani sposteranno e incarteranno le uova: presto i robot potrebbero avere un senso del tatto sviluppato proprio come gli umani. Gli ingegneri di Stanford hanno infatti sviluppato un guanto elettronico contenente sensori che potrebbero dare alle mani robotiche quel tipo di destrezza che gli esseri umani danno per scontato.

Il lavoro in parte è stato supportato dalla Swiss National Science Foundation, la Commissione europea, la National Science Foundation e Stanford Nano Shared Facilities.

La nuova tecnologia sensibile di Stanford

I ricercatori di Stanford hanno sviluppato sensori per dare alle mani robotizzate un senso del tatto, abbastanza efficace da permettere al dito robotico di tenere un mirtillo senza schiacciarlo. In futuro tutte le dita e il palmo avranno sensori elettronici simili che imitano i sensori biologici della nostra pelle. In un articolo pubblicato il 21 novembre su Science Robotics, il professore di Ingegneria chimica Bao Zhenan e il suo team hanno dimostrato che i sensori funzionano abbastanza bene da permettere ad una mano robotica di toccare una bacca delicata e gestire una palla da pingpong senza schiacciarle. Oltre a Bao, hanno partecipato al progetto altri colleghi di Stanford, inclusi Oussama Khatib, professore di informatica, il Orestis Vardoulis e lo studente di dottorato Mikael Jorda.


“Questa tecnologia ci mette sulla strada che un giorno darà ai robot il tipo di capacità di rilevamento che si trovano nella pelle umana”, ha detto Bao. Il docente ha spiegato che i sensori nella punta delle dita del guanto misurano simultaneamente l’intensità e la direzione della pressione, due qualità essenziali per ottenere la destrezza manuale. I ricercatori devono ancora perfezionare la tecnologia per controllare automaticamente questi sensori, ma quando ciò avverrà un robot che indossa il guanto potrebbe avere la destrezza di tenere un uovo tra pollice e indice senza schiacciarlo o lasciarlo scivolare.

Tecnologia che imita la biologia

Il guanto elettronico imita il modo in cui gli strati di pelle umana lavorano insieme per dare alle nostre mani la loro sensibilità. Il nostro strato esterno di pelle è colmo di sensori per rilevare pressione, calore e altri stimoli. Le nostre dita e i nostri palmi sono ricchi di sensori tattili. Questi sensori funzionano in combinazione con un sottostrato di tessuto.

Clementine Boutry e Marc Negre hanno guidato lo sviluppo dei sensori elettronici che imitano il meccanismo umano. Ogni sensore sulla punta delle dita del guanto robotico è costituito da tre strati flessibili che lavorano in concerto. Lo strato superiore e inferiore sono elettricamente attivi. I ricercatori hanno steso una griglia di linee elettriche su ciascuna delle due superfici di fronte, come file in un campo, e hanno girato queste file perpendicolari l’una all’altra per creare una fitta schiera di piccoli pixel di rilevamento. Hanno anche reso lo strato inferiore irregolare come quello umano.

Obiettivo, sempre più delicatezza

Per testare la loro tecnologia i ricercatori hanno posizionato i loro sensori a tre strati sulle dita di un guanto di gomma, e messo il guanto su una mano robotica. L’obiettivo finale è quello di incorporare i sensori direttamente in un rivestimento simile alla pelle per le mani robotiche. In un esperimento, gli esperti hanno programmato la mano robotica che indossa il guanto per toccare delicatamente un frutto rosso senza danneggiarlo. Hanno anche programmato la mano guantata per sollevare e muovere una palla da pingpong senza schiacciarla, utilizzando il sensore per rilevare la forza di taglio appropriata per afferrare la palla senza farla cadere.

Bao ha sottolineato che, con una programmazione corretta, una mano robotizzata che indossa l’attuale guanto touch-sensing potrebbe svolgere un compito ripetitivo, come sollevare le uova da un nastro trasportatore e metterle in cartoni. Questa tecnologia potrebbe anche avere applicazioni nella chirurgia assistita da robot, dove è essenziale un preciso controllo tattile. Ma l’obiettivo finale è quello di sviluppare una versione avanzata del guanto che applica automaticamente la giusta quantità di forza per manipolare un oggetto in modo sicuro senza necessità di programmazione preventiva.

“Possiamo programmare una mano robotica per toccare un lampone senza schiacciarlo, ma siamo ben lungi dall’essere in grado di toccare e rilevare che si tratta di lampone e consentire al robot di raccoglierlo”, ha detto.

Nicoletta Pisanu

Giornalista, collabora da anni con testate nazionali e locali. Laureata in Linguaggi dei Media e in Scienze sociali applicate all'Università Cattolica di Milano, è specializzata in cronaca.

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