Automazione

    Un algoritmo pianifica il percorso dei droni per evitare gli ostacoli

    Rilevare gli ostacoli e pianificare il percorso ideale sono due tra le più difficili sfide dell’informatica, ma i ricercatori del laboratorio CSAIL (Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory) del MIT stanno sviluppando un algoritmo che integri le due funzioni, destinato ai droni. Il software permette a un quadricottero di fermarsi su una monetina e di muoversi con agilità in una foresta simulata, composta da 26 ostacoli.

    L’algoritmo era già stato usato per pianificare i passi del robot del MIT che ha partecipato al Darpa Robotics Challenge. Lo spazio attorno al drone viene diviso in diversi settori senza ostacoli. Quando due settori vengono a contatto, si identifica uno spazio in cui il quadricottero è libero di muoversi per passare da una parte all’altra senza incidenti. Il ricercatore Benoit Landry spiega il metodo utilizzato in questo modo:

    Invece che pianificare il percorso basandosi sul numero di ostacoli, è meglio ragionare inversamente: trovare i segmenti di spazio che sono liberi, in cui il drone può volare. Usando questo approccio è come vedere il “bicchiere mezzo pieno” che è più efficace per far muovere i droni nei posti stretti e pieni di ostacoli.

    Il piccolo drone quadricottero utilizzato per i test pesa 34 grammi, misura 92 millimetri e si muove in mezzo agli ostacoli alla velocità di 1 metro al secondo. Gli algoritmi usati sono disponibili online, con anche qualche consiglio su come utilizzarli.

     

    Un altro drone, un nuovo algoritmo

    Oltre al quadricottero, un altro algoritmo è stato sviluppato per un altro drone dalle sembianze di un aereo ad elica. Nell’individuare gli ostacoli l’algoritmo è simile al precedente, mentre nel scegliere il percorso ci sono delle differenze.

    L’approccio utilizzato dal secondo drone è più flessibile, si adatta in tempo reale a qualsiasi situazione. Al momento del lancio, infatti, il piccolo aeromobile non conosce ancora la posizione e la forma degli ostacoli, inizia a muoversi seguendo un percorso predefinito. Quando un ostacolo viene rilevato, il drone analizza tutti i percorsi precedentemente programmati, che vengono chiamati funnels, e sceglie quello che evita qualsiasi impatto. La ricerca del percorso avviene in circa 0,02 secondi. Il tutto risolve anche il problema del vento o di altri fattori inizialmente non previsti.

     

    Gli algoritmi sono stati testati su droni a basse velocità, riuscendo a fargli compiere manovre complesse, ma ad alte velocità la difficoltà aumenta notevolmente. I ricercatori del MIT contano in futuro di poter integrare i loro attuali studi con droni più grandi e veloci, per consentirgli di operare agilmente in foreste reali, oltre quelle simulate in laboratorio.
    “Una grande sfida per l’industria è determinare quali tecnologie sono pronte per essere utilizzate in situazioni reali”  ha detto Landry. “Il miglior modo per farlo è condurre esperimenti su tutte le casistiche e dimostrare che gli algoritmi funzionano il 99,999% delle volte”.

    Il dilemma delle auto che si guidano da sole

    Tra le diverse “lezioni” offerte da TED-Ed, una, diretta da Patrick Lin, mostra un interessante aspetto delle automobili a guida autonoma. Siamo in un periodo in cui diverse compagnie stanno cercando di sviluppare la vettura perfetta, quella che azzera ogni errore umano per una guida sicura. Certe volte però è impossibile evitare un incidente, e questo è ciò su cui verte il video proposto.

    Immaginate…

    Diciamo che in un futuro non troppo lontano state viaggiando in autostrada con la vostra vettura che si guida da sola e vi trovate circondati su tutti i lati da altre vetture: un autocarro davanti, un SUV a sinistra e un motociclo a destra. Improvvisamente alcuni pesanti oggetti cadono dal camion di fronte a voi. La vostra macchina non può fermarsi in tempo per evitare l’incidente. A questo punto c’è da prendere una decisione:

    1. Svoltare a destra e colpire il motociclista. Questo minimizzerebbe i danni ai passeggeri dell’automobile, ma sarebbe letale per chi guida la moto.
    2. Diminuire il pericolo per gli altri e colpire gli oggetti pesanti, anche se questo potrebbe significare sacrificare la vostra vita.
    3. Svoltare a sinistra e colpire il SUV. Ciò rappresenta una via di mezzo che coinvolge però diverse persone nell’incidente

    Cosa sceglierebbe la vettura a guida autonoma?

    Immaginiamo ora una situazione simile alla precedente, dove però a sinistra c’è un motociclista con il casco e a destra uno senza casco. Nell’evitare l’impatto con gli oggetti pesanti, la macchina potrebbe colpire l’uno o l’altro conducente.

    1. Girando a sinistra e colpendo la persona con il casco, essa avrà più possibilità di sopravvivere. Tuttavia colpire lui invece che l’altro sembra punire chi rispetta le regole e potrebbe perciò indurre la gente a non rispettarle.
    2. Svoltando a destra faremmo capire l’importanza di indossare un casco, ma il motociclista avrebbe danni più gravi.

     

    Qualsiasi decisione prenda il veicolo, avremmo una categoria di vetture e piloti che avranno una maggiore probabilità di essere coinvolti in un incidente. Per esempio se l’automobile è programmata per colpire il motociclista con il casco, coloro che corrispondono alla descrizione avranno maggiori possibilità di essere vittime di un incidente.

    Potrebbe essere che le decisioni prese istintivamente da un conducente preso dal panico siano migliori di azioni premeditare dai produttori di veicoli?

     

    Questo non ci deve spaventare, le vetture a guida autonoma porteranno numerosi benefici. L’errore umano sarà praticamente eliminato, riducendo le congestioni stradali, le emissioni e l’inquinamento. Le persone potranno sfruttare al meglio il tempo passato in auto (anche il conducente può distrarsi leggendo e usando dispositivi elettronici) e anche gli incidenti saranno in numero molto minore.
    Il video-lezione permette di osservare l’avvento delle vetture che si guidano da sole da un altro punto di vista; è fondamentale per chi produce queste macchine analizzare anche questo aspetto per compiere le scelte più adatte.

    Un esempio di problema che sorge da quanto visto, interessa anche l’acquirente della vettura: se doveste comprare un’auto, date le ipotetiche situazioni immaginate precedentemente, preferireste prenderne una che minimizzi il danno a voi o alle persone che vi circondano?

    I robot e i droni vi augurano buon Natale!

    L’Istituto Italiano di Tecnologia ha pubblicato in questi giorni un video particolare per augurare a tutti buone Natale, A Robot Christmas Story (il video in copertina). Tutti i migliori robot dell’istituto sono presenti in questo video. Apre il video la mano robotica Soft hand, creata in collaborazione con l’Università di Pisa. Successivamente due braccia robotiche, KUKA e WAM,  addobbano l’albero. I ruoli principali sono ‘interpretati’ dai due migliori robot umanoidi italiani: il bambino è interpretato da iCub, mentre Walkman ha il ruolo di Babbo Natale. Infine il robot animale a quattro zampe HyQ rappresenta Rudolph, la renna di Babbo Natale dal naso rosso. Non mancano i riferimenti al film di Star Wars, uno dei film più discussi ultimamente.


    La trovata pubblicitaria di ArtiMinds Robotics coinvolge i Lego. Il piccolo personaggio dalla faccia gialla rappresenta Babbo Natale che, con l’intenzione di costruire l’albero di Natale, utilizza il software dell’azienda tedesca per muovere il braccio robotico della compagnia Robotiq.
    In basso nel video, quello che il piccolo protagonista pensa: “Quest’anno tutti gli elfi sono impegnati… Perciò uso ArtiMinds RPS per preparare l’albero di Natale! Il primo anno in cui posso finalmente rilassarmi e godermi il Natale. Dovreste provare anche voi ArtiMinds RPS! Buon Natale, Santa Claus”


    Sappiamo che i droni possono fare molte cose, ma probabilmente riescono a fare più di quanto pensiamo. E Ascending Technologies lo ha dimostrato in un suo video. Il drone AscTec Falcon 8 UAS modificato, trasportante una luce che può avere diversi colori, si muove in cielo, alla velocità di 2 m/s, seguendo una traiettoria predefinita preparata da un’operatore a terra; tutto questo mentre una macchina fotografica fotografa l’aeromobile. Utilizzando la tecnica del light painting, il risultato è incredibile: il drone ‘disegna’ in cielo la slitta di Babbo Natale e un pacco regalo in diverse posizioni, che tramite un montaggio video rendono l’idea del movimento delle immagini. Infine, la stessa tecnica viene usata per disegnare in cielo un albero di Natale, con tanto di stella sulla punta. Anche altre immagini sono state create allo stesso modo.


    Gli addobbi natalizi possono piacere visti dal basso, ma guardarli dall’alto è un vero spettacolo. Ancora meglio se i vicini di casa si mettono d’accordo sulle luci che circondano la casa. Un drone ha potuto filmare ciò che senza di lui non avremmo potuto vedere, il tutto sulle note di All I Want For Christmas Is You.


    Se invece che come cameraman, o meglio ‘camerarobot’, preferite avere un drone come protagonista, ecco il video Christmas Drone: A Journey Home! La storia, semplice e divertente, è quella di un minidrone Parrot trasportato come regalo da Babbo Natale. Caduto dalla slitta, il piccolo quadricottero è ostinato a raggiungere il suo nuovo padrone, così inizia il suo viaggio. Trova quello che crede essere un elfo, poi vede un elenco telefonico e trova l’elenco del fortunato bambino. Raggiunta la casa giusta, il drone entra dal camino e raggiunge il posto che gli spettava tra i regali di Natale.

     

    Gli aeromobili a pilotaggio remoto e i robot si stanno sviluppando tanto da poter ‘recitare’ ed essere protagonisti, di cortometraggi come di veri film.
    Questi video sono semplici ma mostrano in realtà quanto la tecnologia sta influenzando la nostra vita quotidiana. Non servono più le persone per fare gli auguri, ora anche i robot e i droni possono festeggiare il Natale. Ma non c’è da spaventarsi, queste tecnologie sono qui per noi, per aiutarci e per farci divertire.

    Sperando di avervi davvero fatto divertire, il team di Close-up Engineering vi augura buone, e tecnologiche, feste!

    Addio manodopera: arriva Hadrian, il robot-muratore

    Non sempre l’avanzamento tecnologico porta consensi e probabilmente, il muratore, uno dei mestieri più antichi del mondo non vorrebbe sentirsi dire che il suo lavoro potrebbe essere sostituito da una macchina.

    Ebbene sì, stiamo parlando di una macchina completamente automatizzata, sviluppata da una compagnia di Perth in Australia, che può costruire la struttura di mattoni di una casa in soli due giorni. Il robot, chiamato Hadrian, può posare 1000 mattoni l’ora, con il potenziale di costruire 150 case in un anno.

    Il nome Hadrian è stato scelto come omaggio al Vallo di Adriano, la fortificazione in pietra fatta costruire dall’imperatore Adriano lungo il confine tra la provincia romana della Britannia e la Caledonia (l’attuale Scozia).

    L’inventore Marc Pivac, direttore tecnico della Fastbrick Robotics, ha spiegato:

    “Un disegno tridimensionale computerizzato della struttura calcola la posizione di ciascun mattone e utilizza un programma per ordinare alla macchina di caricare, tagliare e piazzare i mattoni in sequenza usando un braccio telescopico di 28 metri. L’estremità del braccio depone la malta o un adesivo su ogni mattone posizionato.”

    In pratica, partendo da un progetto disegnato in AutoCAD, Hadrian è in grado di lasciare spazio anche per cavi, tubature, impianti e così via.

    Sono stati impiegati 10 anni per completare il progetto, con un costo complessivo pari a 5 milioni di euro. Ora la compagnia di investimenti DMY Capital Ltd ha annunciato l’acquisto di Fastbrick Robotics e il lancio di Hadrian su larga scala.

    “Siamo stati subito conquistati da questa opportunità e vediamo un enorme potenziale, sia domestico che globale”,

    ha detto il presidente della DMY, Gabriel Chiappini.

    Fastbrick Robotics non è l’unica realtà che si sta muovendo verso l’automatizzazione del settore delle costruzioni.

    Un progetto simile è stato presentato anche dall’azienda americana Construction Robotics che ha creato il robot Sam (Semi-Automated Mason). A differenza di Hadrian, Sam non sostituisce completamente il muratore, ma lavora al suo fianco facendosi comunque carico della posa dei mattoni.

    Per restare in tema, spostiamoci in Svizzera, dove un gruppo di esperti di robotica e design del Centre of Competence in Research Digital Fabrication, dell’Eth di Zurigo ha creato IF, che sta per In-situ Fabricator, un robot progettato per dare una mano ai lavoratori dei cantieri edilizi e non impilerà semplicemente mattoni. E’ la prima macchina in grado di muoversi e orientarsi all’interno di un sito di costruzione in modo autonomo e capace di modificare in tempo reale, qualora fosse necessario, il design delle strutture in corso d’opera.

    Al momento, questo tipo di progetti sono ancora in fase di sperimentazione, ma le premesse appaiono davvero buone, soprattutto se consideriamo che questi robot potrebbero essere usati, nel caso in cui dovessero rivelarsi perfettamente affidabili, in zone disagiate o colpite da disastri naturali.

    Il drone che vola e nuota

    Alla Rutgers University stanno lavorando a un drone capace di muoversi in acqua come di volare in aria. Moltissime le applicazioni di questo velivolo, tra cui aiutare la marina militare in diverse operazioni.

    Vuoi leggere i nostri articoli senza pubblicità?

    Sostieni il nostro progetto e avrai la possibilità di: