Blog

Nov 13, 2023

La nuova mano robotica funziona con il tatto, non con la vista

Questi semplici sensori consentono a un robot di funzionare solo tramite il tocco, permettendogli di manipolare oggetti da una lattina di zuppa a una papera di gomma. Molti robot seguono gli oggetti con la “vista” mentre lavorano con loro, ma con la vista ottica.

Questi semplici sensori consentono a un robot di funzionare solo tramite tocco, permettendogli di manipolare oggetti da una lattina di zuppa a una papera di gomma

Molti robot seguono gli oggetti con la “vista” mentre lavorano con essi, ma i sensori ottici non possono rilevare l'intera forma di un oggetto quando è al buio o parzialmente nascosto alla vista. Ora una nuova tecnica a basso costo consente a una mano robotica di “sentire” la forma di un oggetto sconosciuto e di gestirlo abilmente basandosi solo su queste informazioni.

Il robotista Xiaolong Wang dell'Università della California, a San Diego, e il suo team volevano scoprire se fosse possibile ottenere una coordinazione complessa nella robotica utilizzando solo semplici dati tattili. I ricercatori hanno collegato 16 sensori di contatto, ciascuno del costo di circa 12 dollari, al palmo e alle dita di una mano robotica a quattro dita. Questi sensori indicano semplicemente se un oggetto sta toccando la mano oppure no. "Anche se un sensore non cattura molto, molti di essi possono aiutarti a catturare diversi aspetti dell'oggetto", afferma Wang. In questo caso, il compito del robot era ruotare gli oggetti che teneva nel palmo della mano.

I ricercatori hanno prima eseguito simulazioni per raccogliere un grande volume di dati tattili mentre la mano di un robot virtuale si esercitava con oggetti rotanti, tra cui sfere, cuboidi irregolari e cilindri. Utilizzando le informazioni di contatto binarie (“tocco” o “non tocco”) di ciascun sensore, il team ha costruito un modello computerizzato che determina la posizione di un oggetto in ogni fase del processo di manipolazione e muove le dita per ruotarlo in modo fluido e stabile.

Successivamente hanno trasferito questa capacità per azionare una vera mano robotica, che ha manipolato con successo oggetti precedentemente sconosciuti come mele, pomodori, lattine di zuppa e papere di gomma. Trasferire il modello computerizzato nel mondo reale è stato relativamente semplice perché i dati binari dei sensori erano così semplici; il modello non si basava su fisica accuratamente simulata o misurazioni esatte. "Questo è importante poiché la modellazione di sensori tattili ad alta risoluzione nella simulazione è ancora un problema aperto", afferma Lerrel Pinto della New York University, che studia le interazioni dei robot con il mondo reale.

Scavando in ciò che percepisce la mano del robot, Wang e i suoi colleghi hanno scoperto che può ricreare la forma dell'intero oggetto dai dati tattili, informandone le azioni. "Ciò dimostra che ci sono informazioni sufficienti dal tocco che consentono di ricostruire la forma dell'oggetto", dice Wang. Lui e il suo team presenteranno il loro lavoro a luglio in una conferenza internazionale chiamata Robotics: Science and Systems.

Pinto si chiede se il sistema vacillerebbe in compiti più complessi. "Durante i nostri esperimenti con i sensori tattili", afferma, "abbiamo scoperto che compiti come staccare le tazze e aprire un tappo di bottiglia erano significativamente più difficili, e forse più utili, rispetto alla rotazione degli oggetti".

Il gruppo di Wang mira ad affrontare movimenti più complessi nel lavoro futuro e ad aggiungere sensori in luoghi come i lati delle dita. I ricercatori proveranno anche ad aggiungere la visione per integrare i dati tattili per la gestione di forme complicate.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato con il titolo "Sight Unseen" in Scientific American 329, 1, 12 (luglio 2023)

doi:10.1038/scientificamerican0723-12

Ananya è un giornalista e traduttore freelance con sede in India. Si occupa di tecnologia, ambiente e scienze marine. Seguitela su Twitter @punarpuli

Lauren Leffer

William Brady e la conversazione negli Stati Uniti

Anne Stone e La conversazione negli Stati Uniti

Keith Kloor | Opinione

Giacobbe Giobbe

Julie Arbit, Brad Bottoms, Earl Lewis e The Conversation US | Opinione