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WALK-MAN AL LAVORO

fonte: Le Scienze

23 febbraio 2018

IIT- L'umanoide WALK-MAN è più leggero ed è

stato testato come avatar robotico in supporto

alle squadre di emergenza

Comunicato stampa -

Più leggero di 31 chili, WALK-MAN ha affrontato

uno scenario che ricrea un impianto industriale

danneggiato da un terremoto in cui sono presenti

detriti, fughe di gas e fuoco

tecnologiarobotica

Genova, 22 febbraio 2018 -

Spegnere gli incendi e supportare le squadre

di emergenza come un "avatar" robotico sono

i compiti per cui è stata testata una nuova

versione del robot umanoide WALK-MAN all'IIT

-Istituto Italiano di Tecnologia di Genova.

Il robot è in grado di localizzare le fiamme di

un incendio, camminare verso di esse, e

attivare un estintore per spegnerle, mentre

un operatore lo guida da lontano.

L'ultima versione di WALK-MAN ha un nuovo

design, più leggero di 31 chili grazie all'utilizzo

di leghe di magnesio, e nuove mani più abili

nelle manipolazioni.

Il nuovo design è stato pensato per ridurre

i costi di costruzione e migliorare le prestazioni

in termini energetici.
 
Il robot WALK-MAN è l'umanoide per le emergenze

progettato e realizzato dall'IIT, in collaborazione

con altri partner internazionali, nell'ambito di un

progetto finanziato dalla Commissione Europea

dal 2013 e in fase di conclusione.

Nel giugno 2015, WALK-MAN era stato l'unico

progetto italiano e finanziato dall'UE a partecipare

a Los Angeles alla gara internazionale di robotica

DARPA Robotics Challenge (DRC), promossa per

definire gli standard tecnologici dei robot capaci

di fornire assistenza in caso di disastri naturali

o provocati dall'uomo.

Durante la sfida il robot aveva affrontato uno

scenario ispirato all'incidente nucleare di Fukushima.

Nel 2016 WALK-MAN è stato testato in uno scenario

reale, in seguito al terremoto ad Amatrice,

all'interno di edifici danneggiati per eseguire

un'ispezione della struttura e fornire informazioni

sulla stabilità dell'edificio.
 
Nella sua ultima prova il robot WALK-MAN ha

affrontato uno scenario definito dai ricercatori

insieme alla Protezione Civile di Firenze: un impianto

industriale danneggiato da un terremoto in cui sono

presenti detriti, fughe di gas e fuoco, quindi una

situazione pericolosa per l'uomo.

Lo scenario è stato ricreato in laboratorio attraverso

la costruzione di un ambiente fittizio, dove WALK-MAN

è stato in grado di muoversi ed eseguire quattro

compiti specifici: aprire e attraversare una porta

per entrare nella zona; localizzare una valvola

di tipo industriale e chiuderla, così da simulare

l'interruzione della perdita di gas; rimuovere gli

ostacoli sul suo percorso; e infine identificare la

posizione delle fiamme e attivare l'estintore.
 
Durante l'operazione WALK-MAN è stato controllato

a distanza da un operatore umano tramite

un'interfaccia virtuale e una tuta sensorizzata,

vestita dall'operatore, che consente di azionare

il robot in modo naturale, controllandone la

manipolazione e la locomozione, come un avatar.

L'operatore riceve in modo continuo immagini e

informazioni dai sistemi di percezione del robot.
 
La nuova versione di WALK-MAN presenta la parte

superiore del corpo (busto e braccia) più leggera,

la cui realizzazione ha richiesto 6 mesi, coinvolgendo

una squadra di circa 10 ricercatori coordinata da

Nikolaos Tsagarakis, ricercatore presso IIT e

coordinatore del progetto.
 
Il nuovo robot WALK-MAN è un robot umanoide

alto 1,85 metri, realizzato in metallo leggero, come

ergal (60%), leghe di magnesio (25%) e titanio,

ferro e plastica. I ricercatori hanno ridotto il suo

peso di 31 chili - dai 133 chili originari, a 102 chili -

per rendere il robot più dinamico.

Le gambe possono muoversi più velocemente

avendo una massa superiore del corpo più leggera

da trasportare. Inoltre, il robot riesce a reagire più

velocemente a spinte esterne, realizzando dei

passi laterali per mantenere l'equilibrio; una

caratteristica che gli permette di adattare il

proprio passo a terreni accidentati o a situazioni

in cui l'interazione con l'ambiente è variabile.

L'alleggerimento del busto ha permesso di ridurre

anche il suo consumo di energia, utilizzando così 

una batteria da 1 kWh per operare circa due ore.
 
I nuovi busto e braccia sono realizzati in leghe

di magnesio e altri compositi, e presentano una

nuova versione di attuatori che hanno ottimizzato

le prestazioni: la capacità di carico è più elevata

(10 kg/braccio) rispetto alla prima versione

(7 kg/braccio), e può trasportare e sostenere

oggetti pesanti per un periodo di 10 minuti.

La nuova parte di corpo ha anche dimensioni

più compatte: la larghezza delle spalle è di 62

cm e la profondità del busto è di 31 cm, conferendo

al robot un profilo più adeguato per passare

attraverso le porte e i passaggi stretti.
 
Le mani sono una nuova versione delle mani

robotiche Soft-Hand sviluppate dal Centro

Ricerche E. Piaggio dell'Università di Pisa

(gruppo del Prof. A. Bicchi) in collaborazione con IIT.

Le dita sono state costruite con un nuovo

materiale composito leggero, e hanno un migliore

rapporto dita-palmo (più simile a quello umano)

che aumenta la varietà di forme degli oggetti

che il robot può afferrare.
 
L'intero corpo di WALK-MAN è controllato da 32

motori e schede di controllo, 4 sensori di forza e

coppia (2 ai piedi e 2 alle mani) e 2 accelerometri

per il controllo del suo equilibrio.

Le sue articolazioni mostrano un movimento elastico

che consente al robot di essere "morbido" nelle sue

azioni e di avere interazioni sicure con l'uomo e

l'ambiente. La sua architettura software è basata

su framework XBotCore, piattaforma YARP, ROS e

Gazebo. Nella testa sono presenti telecamere,

scanner laser 3D e microfoni, e nel futuro potranno

essere aggiunti sensori per riconoscere la

presenza di sostanze tossiche.

Il progetto WALK-MAN ha coinvolto un consorzio

di istituti di ricerca composto da: l'Istituto

Italiano di Tecnologia (IIT) e il Centro Ricerche

E. Piaggio dell'Università di Pisa in Italia, l'École

Polytechnique Fédérale di Losanna (EPFL) in

Svizzera, il Karlsruhe Institute of Technology

(KIT) in Germania e l'Université catholique de

Louvain (UCL) in Belgio.