HyQ, il robot quadrupede pronto a “correre” in aiuto dell’uomo

Misura un metro e pesa circa 80 kg. Grazie ad arti idraulici e sensori di posizione e di forza, riesce a muoversi su terreni accidentati con grande agilità. Capace di riconoscere l’ambiente circostante, questo robot quadrupede potrà essere utilizzato da Vigili del Fuoco e Protezione civile durante le operazioni più rischiose.

Ha quattro zampe, corre, salta e vuole essere il miglior amico dell’uomo. Lui però è un robot di un metro di lunghezza per 80 Kg circa di peso. Si chiama HyQ ed è stato sviluppato nei laboratori dell’Istituto Italiano di Tecnologia da un team internazionale di ricercatori guidati dallo svizzero Claudio Semini.

Il progetto HyQ si ispira alla natura per realizzare una soluzione tecnologica che possa aiutare l’uomo in situazioni di emergenza, superando i limiti dei robot cingolati. “La motivazione nasce osservando gli animali quadrupedi”, spiega lo stesso Semini, responsabile del Dynamic Legged Systems Lab dell’IIT. “L’agilità di cavalli, gatti, cani, capre dimostra il vantaggio di avere quattro zampe. Lo scopo del nostro progetto è quello di costruire robot quadrupedi e di scrivere il software che controlla il suo movimento, permettendogli di camminare su terreni irregolari, molto difficili, dove veicoli con ruote o cingoli non possono andare”.
È per questo che HyQ adotta l’attuazione idraulica, in grado di assicurare performance e potenza più elevate rispetto a quella elettrica, oltre che un miglior controllo delle zampe.

HyQ-1©IIT

Un robot diverso da tutti gli altri

HyQ sta proprio per Hydraulic Quadruped. “Il nostro robot ha cilindri idraulici invece di motori elettrici”, prosegue Semini. “Questa soluzione è stata scelta per avere movimenti molto dinamici e controllabili nella forza e nella posizione in ogni giunto”. Il robot quadrupede infatti è capace di camminare, correre, saltare e sollevarsi sulle zampe posteriori. Può anche scavalcare gli ostacoli non appena la zampa li percepisce, evitando così di inciampare. Attraverso una rapida modifica del flusso idraulico è possibile modulare i livelli di rigidezza/elasticità dell’arto, ammortizzandone l’impatto con il suolo senza provocare danni al corpo centrale.

HyQ_and_HyQ_blue

Ecco perché il robot, come ricorda il suo ideatore, “non patisce gli impatti sulle zampe durante il trotto e la corsa”. Inoltre, grazie alla presenza di sensori di forza alle estremità degli arti, il quadrupede può riconoscere lo stato del terreno sul quale si sposta e adeguare, di conseguenza, il suo movimento. Infine, HyQ è uno dei pochi robot, in grado di compiere il cosiddetto “flying trot” o “trotto volante”, quello con due zampe sospese contemporaneamente da terra.

Uno sviluppo in tre fasi

“Negli ultimi 8 anni abbiamo sviluppato tre prototipi, migliorando il disegno e il controllo. Il più recente è ancora in fase di test”, spiega Semini. In effetti, il progetto vede la luce per la prima volta nel 2007, come tesi di dottorato. La prima versione del robot arriva invece tre anni dopo, nel 2010. “In ciascun prototipo abbiamo provato andature e movimenti di diversi tipi su terreno piatto e su terreno difficile come scale, roccia, piani inclinati”.
Attualmente il gruppo sta lavorando al sistema di alimentazione, gestito al momento da una centrale esterna. L’obiettivo è quello di inserirlo direttamente a bordo macchina. “Inizialmente con batterie ma poi anche con un motore a scoppio”, precisa Semini. Che aggiunge: “Stiamo migliorando anche la percezione dell’ambiente, così che il robot possa avere una mappa 3D del terreno in cui si muove”.

HyQ-3©IIT

Il quadrupede entra in azione

Per vedere all’opera il robot quadrupede ci sarà da aspettare ancora un po’. “Almeno due anni – sottolinea Semini – e all’inizio solo per lavori semplici, come portare pesi fino a 25kg su un terreno difficile”. HyQ potrà essere usato in futuro per la perlustrazione di zone remote, edifici crollati e ambienti contaminati, come centrali nucleari o industrie chimiche e per il supporto a squadre di emergenza come Vigili del Fuoco e Protezione Civile. Dall’IIt fanno sapere che sono già in corso alcuni progetti con partner industriali per perfezionare il robot in una prospettiva di utilizzo in un contesto reale. E recentemente una copia del robot è stata venduta all’Agile and Dexterous Robotics Lab dell’ETH di Zurigo.

@antcar83