Atlas: come funziona il robot umanoide di Boston Dynamics
Robot Atlas (Boston Dynamics foto) - www-systemscue.it
Negli ultimi tempi i robot sono stati i protagonisti del mondo ingegneristico, a partire dall’ormai ben conosciuto Spot fino al neonato Cyberdog. Tra i più famosi non si può non parlare di Atlas, il robot umanoide della Boston Dynamics dall’agilità e fluidità di movimento impressionanti, tanto da rendere la macchina protagonista di un’originale coreografia. Insieme al fratello canino Spot, Atlas aveva ballato sulle note di “Do you love me”, regalandoci un twist impeccabile.
Dal 2013, anno in cui il mondo ha conosciuto il robot, Atlas si è evoluto fino a raggiungere risultati incredibili. Pochi giorni fa la Boston Dynamics ha reso pubblico un video in cui due Atlas fanno parkour, superando ostacoli, correndo su travi e destreggiandosi sulle tavole da volteggio. Non solo: i due robot sono anche in grado di saltare all’indietro con una naturalezza impressionante.
Atlas, l’umanoide di Boston Dynamics
Una perfetta piattaforma per la ricerca e lo sviluppo: questo è Atlas di Boston Dynamics, ma non solo. L’ultimo video pubblicato dalla compagnia americana ci mostra un robot sbalorditivo, in grado di completare una corsa di parkour senza alcuna difficoltà, esibendosi in movimenti sorprendenti. L’ultima generazione del robot umanoide mostra agilità e dinamicità umane, alzando ancora una volta l’asticella della robotica.
L’automa possiede un sistema idraulico da 28 giunture in grado di garantire un’eccelsa mobilità. Queste “articolazioni” idrauliche permettono di minimizzare il carico ed evitare picchi di pressione sulle singole giunture. Atlas è in grado di raggiungere una velocità di 2.5 m/s, è alto 1.5 metri e pesa 89kg. Tutte le parti del robot sono realizzate con stampanti 3D e pensate per bilanciare al meglio forza e peso.
Dietro i movimenti di Atlas c’è un team di ricercatori dedicati non solo alla realizzazione fisica del robot, ma soprattutto alla generazione di algoritmi in grado di gestire al meglio i movimenti di azione e reazione, permettendo all’automa di adattarsi alle diverse situazioni. Esistono dei veri e propri template di movimento che sfruttano la trajectory optimization, ovvero il processo di progettazione di una traiettoria per sottostare a vincoli specifici e obiettivi prestazionali.
Grazie ai sensori di profondità il robot è in grado di generare delle nuvole di punti per mappare l’ambiente in cui si trova, individuando ostacoli e percorsi ottimali. Con l’MPC (Model Predictive Control) Atlas può adattare il movimento in tempo reale, adattandosi a cambiamenti ambientali e intralci improvvisi.
Atlas è stato pensato per destreggiarsi in situazioni di emergenza e operazioni di salvataggio. Il robot è infatti in grado di ruotare valvole di ogni tipo, aprire porte e operare in ambienti ostili e pericolosi per l’uomo. Atlas può inoltre guidare piccoli veicoli di servizio, rimuovere detriti, salire scale a pioli, collegare le manichette agli idranti e usare attrezzi di vario tipo.
Di generazione in generazione
L’Atlas che sta spopolando in questi giorni è solo l’ultima generazione di una famiglia di robot nata nel 2013. Lo sviluppo dell’automa umanoide iniziò con la supervisione della DARPA, l’agenzia del dipartimento di difesa degli Stati Uniti. Il primo prototipo di Atlas nacque come perfezionamento di PETMAN, un automa bipede costruito per collaudare tute di protezione contro agenti chimici. Questo robot, l’antenato di Atlas, fu la prima macchina antropomorfa.
La prima versione del robot venne paragonata a un bambino di un anno per la sua goffaggine nei movimenti e la difficoltà a camminare in maniera fluida. I miglioramenti però non tardarono ad arrivare, e pochi mesi dopo la sua “nascita” Atlas divenne in grado di camminare su terreni artificiali scoscesi e arrampicarsi con braccia e gambe. Il passo successivo fu quello di rimanere in equilibrio dopo essere stato colpito da un proiettile.
Con un salto nel 2016 arriviamo alla seconda generazione del robot, annunciata da Boston Dynamics con un video su YouTube. Atlas si dimostrò in grado di operare anche all’esterno e su terreni sempre più erti, nonché di camminare sulla neve e di saltare all’indietro. Questa versione, alta 1,25 metri e di 80kg di peso, rappresenta l’aspetto moderno del robot che nel corso degli anni è andata incontro a molti perfezionamenti, cominciando a saltare ostacoli, fare capriole, fare la verticale e seguire delle routine ginniche e di danza. Impossibile non rimanere a bocca aperta di fronte alle abilità sempre crescenti del robot.
Boston Dynamics: storia di un’azienda prolifica
L’azienda di robotica più famosa al mondo trova le sue radici nell’MIT (Massachusetts Institute of Technology). La compagnia nacque infatti come spin-off dell’istituto di ricerca, nel 1992, fondata da Marc Raibert. Boston Dynamics non operò da subito nel campo della robotica: nei primi anni di attività l’azienda si occupò di realizzare simulazioni realistiche e interattive in 3D per l’addestramento dell’aviazione della marina militare americana. Lo stretto rapporto con l’esercito portò la Boston Dynamics a realizzare robot per scopi militari: nel 2005 vide la luce BigDog, un automa a quattro zampe pensato come “mulo robotico” per i soldati laddove i veicoli non riuscivano ad arrivare.
BigDog sancì l’ingresso della compagnia nel mondo della robotica. In seguito arrivo Cheetah, robot quadrupede da non confondere con l’omonimo dell’MIT. L’automa è in grado di raggiungere i 45 km/h, un vero e proprio record per i robot a quattro zampe. Il 2010 fu l’anno di LittleDog, simile a BigDog per l’aspetto ma di dimensioni molto minori. L’automa non era pensato per scopi militari, ma solo come banco di prova per diverse situazioni.
Il vero successo della Boston Dynamics arrivò nel 2016 con Spot, il cane-robot conosciuto ormai da chiunque. Usato anche da SpaceX, il robot è il prodotto più leggero della compagnia con i suoi 25kg. L’automa, il cui SDK è pubblico su Github, è in grado di spostarsi agilmente su qualsiasi tipo di terreno. Il robot è stato pensato per la raccolta di dati sul campo, spingendosi in ispezioni accurate in luoghi difficilmente accessibili dall’uomo. Il canide può anche trasportare carichi fino a 14kg ed è programmabile per eseguire diverse routine di controllo. Spot è altamente personalizzabile, sia tramite soluzioni software già pronte, sia modificando l’SDK per integrare nuovi sensori.
Non mancano poi i robot per l’automatizzazione di magazzini e catene di montaggio: Stretch e Pick sollevano e spostano carichi, facilitando le operazioni nei depositi di vario genere. Le due macchine possono “afferrare” pacchi e posizionarli su nastri trasportatori o montacarichi, evitando all’uomo i lavori più pesanti.