Alla Ricerca della Perfezione Robotica: Superare la Natura

Scopri le sfide affrontate dalla robotica nel superare le capacità della natura e come la ricerca scientifica sta guidando l'innovazione tecnologica per migliorare i robot nel mondo reale...

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Nell’ambito della robotica e dell’intelligenza artificiale, negli ultimi anni sono stati compiuti notevoli progressi, ma non abbiamo ancora costruito robot in grado di superare il meglio che la natura ha da offrire. Una nuova ricerca esplora le ragioni chiave di questo divario.

Analisi dei Limiti: Dove i Robot Soffrono rispetto alla Natura

Esaminando e facendo riferimento a più di cento studi precedenti e confrontando robot e animali in categorie come potenza, struttura, attuazione, sensoristica e controllo, la conclusione è stata piuttosto sorprendente.

Non è che i nostri robot più avanzati siano molto indietro in una particolare categoria. Il problema è che non abbiamo ancora capito come combinare tutti questi diversi elementi così bene come ha fatto l’evoluzione in milioni di anni.

“Al livello di sistema, i robot non sono così buoni,” spiega l’ingegnere meccanico Kaushik Jayaram dell’Università del Colorado Boulder.

“Ci imbattiamo in compromessi di progettazione intrinseci. Se cerchiamo di ottimizzare per una cosa, come la velocità in avanti, potremmo perdere qualcos’altro, come la capacità di girare.”

Come esempio, Jayaram cita un robot ispirato ai scarafaggi che ha contribuito a sviluppare nel 2020. È veloce nel muoversi in avanti e indietro, ma ha difficoltà quando è il momento di cambiare direzione o muoversi su una superficie che non è piatta.

Il Potere della Flessibilità

Questi compromessi possono anche trasformarsi in un vantaggio, quando due processi interagiscono in modi inaspettati che aiutano il sistema. Anche se questo tipo di interazione è più probabile che compaia in sistemi più complessi, è difficile (se non impossibile) prevederla.

I ricercatori sottolineano anche che anche gli insetti più piccoli battono la maggior parte dei robot nel percepire il mondo circostante e adattare le loro azioni ad esso; una flessibilità e agilità che sono cruciali se si vuole muoversi in modo veloce e sicuro.

L’Integrazione del Potere

Poi c’è la potenza. Mentre i motori e le batterie possono superare il tessuto e il muscolo in certe metriche, negli animali la potenza è completamente integrata con le informazioni sensoriali nelle stesse subunità cellulari.

“Gli animali sono, in un certo senso, l’incarnazione di questo principio di progettazione ultima – un sistema che funziona davvero bene insieme,” dice Jayaram. “La natura è un insegnante davvero utile.”

Ispirare l’Innovazione Futura

Una delle motivazioni principali dietro la nuova ricerca è che ispirerà gli ingegneri a creare robot più flessibili e agili, in grado di adattare meglio il loro modo di muoversi a seconda dello scenario.

La suggestione del team di ricerca è che potremmo concentrarci nel cercare di migliorare la costruzione di ‘sotto-unità funzionali’ dove diversi elementi sono combinati proprio come avviene nelle cellule animali – elementi come potenza, sensoristica e movimento.

Alla Ricerca della Perfezione: Il Futuro della Robotica

Questa tattica offrirebbe maggiori opportunità per esplorare compromessi negativi e potenziali proprietà emergenti. Fino a quando non raggiungeremo una migliore comprensione di questi fattori, ghepardi e scarafaggi avranno comunque il vantaggio.

“Come ingegnere, è un po’ sconcertante,” dice Jayaram. “In oltre 200 anni di intensa ingegneria, siamo stati in grado di inviare sonde spaziali sulla Luna e su Marte e molto altro.”

“Ma è sconcertante che non abbiamo ancora robot significativamente migliori dei sistemi biologici nella locomozione in ambienti naturali.”

La ricerca è stata pubblicata su Science Robotics.


Foto Credits: scitechdaily.com.