Perché la robotica di ultima generazione può offrire nuove opportunità all’umanità.
Sebbene l’impiego dei robot si sia affermato da tempo in numerosi settori, quello automobilistico è sicuramente uno dei più emblematici. Non si può dire lo stesso del settore edile. Tuttavia, proprio questo settore potrebbe beneficiare dei collaboratori robotici per ridurre l’elevato rischio di infortuni sul lavoro nei cantieri. L’associazione professionale delle imprese di costruzione tedesche riferisce che nel 2018 le vittime sono state 88 solo in Germania. Il team di studenti del Politecnico di Zurigo e dello ZHAW di Winterthur che ha dato vita a CHIRON, il robot autonomo da cantiere, desidera contribuire attivamente alla riduzione di tale rischio. Il nome del robot non è stato scelto a caso: Chirone è una figura della mitologia greca, un essere ibrido, metà cavallo, metà uomo. Il CHIRON di oggi, anch’esso diviso in due parti, si compone di un braccio idraulico robotizzato con sei gradi di libertà montato su un’intelaiatura di base mobile costruita con il Sistema dei Componenti MB di item. Grazie alla sua tecnica innovativa, CHIRON è molto interessante anche per le future missioni spaziali.
Lavorare in squadra per superare i propri limiti
Il team che ha progettato CHIRON è composto da 13 persone: otto studenti di ingegneria meccanica, due di elettrotecnica e tre di ingegneria dei sistemi. Mentre gli studenti della ZHAW lavorano al progetto nell’ambito della tesi di laurea, per gli studenti del Politecnico si tratta di un cosiddetto progetto di approfondimento. Questi progetti vengono svolti nell’ultimo anno del corso di laurea e servono ad applicare alla pratica le nozioni teoriche apprese durante gli studi. Alla fine, però, anche loro scriveranno del robot da cantiere nella tesi di laurea. Si sa, all’inizio tutto sembra difficile: “Le prime settimane sono state una vera sfida. Abbiamo fatto qualcosa di completamente nuovo, per cui trovare chi ci spiegasse come fare non era così semplice”, rivela Peter Zhang. Studia ingegneria meccanica e ha fatto parte del team che ha progettato il braccio del robot. Questo braccio è in grado di sollevare dinamicamente in avanti 30 kg e pesa solo 74 kg. I bracci robotici equivalenti pesano solitamente da quattro a cinque volte tanto.
Il Politecnico di Zurigo lavora molto spesso con la tecnica dei profilati item. Tutto può essere integrato e ampliato con grande semplicità. Si tratta di un vantaggio decisivo.
Ad esso possono essere montati vari attrezzi, per cui non rimane altro che adattare il software. Ad esempio, due membri del team hanno sviluppato uno strumento a iniezione per il gesso comprensivo di pompa e un’applicazione specifica grazie ai quali il robot può spostarsi lungo un muro per distribuire l’intonaco. Per ragioni di tempo si è rinunciato alla motorizzazione prevista inizialmente. Ora è una soluzione modulare con quattro ruote. “Il Politecnico di Zurigo lavora molto spesso con la tecnica dei profilati item. Ecco perché la scelta è ricaduta rapidamente su di essa, perché possiamo reagire in modo rapido e flessibile. Come abbiamo notato anche direttamente durante il progetto: tutto può essere integrato e ampliato con grande semplicità. Si tratta di un vantaggio decisivo”, sottolinea Peter. È stata utilizzata anche una parete di protezione item. Da un lato, questa protegge dagli attrezzi montati sul robot, come ad es. la motosega, dall’altro impedisce che qualcosa sfugga all’esterno in caso di funzionamento errato del sistema idraulico del braccio robotizzato..
I robot da cantiere sono decisivi anche sulla Luna
Ma l’uso del robot non si limita certo ai cantieri. In occasione di un evento spettacolare, il team ha mostrato quale potrebbe essere il futuro di CHIRON: dal 17 giugno al 3 luglio 2019, infatti, nel Palazzo del ghiaccio del Matterhorn glacier paradise di Zermatt si è svolto IGLUNA. Qui, invitate dallo Swiss Space Center e dall’Agenzia spaziale europea (ESA), sono giunte 20 squadre di studenti provenienti da nove paesi europei. Tutti sono arrivati con le loro invenzioni innovative per testare come rendere possibile la vita sulla Luna. Alla luce degli effetti sempre più evidenti della distruzione ambientale, ciò che fino a qualche anno fa poteva sembrare fantascienza non appare più così lontano.
Il nostro progetto era quello di dimostrare che è possibile portare un robot sulla Luna per costruire una struttura che fornisca un alloggio sicuro.
Nel ghiacciaio, a 3883 metri di altitudine e 15 metri di profondità, si incontrano condizioni estreme simili a quelle che si potrebbero incontrare sotto la superficie lunare. Vi è una temperatura costante di -4 gradi. Per ottenere il meglio da queste condizioni inospitali serve una buona dose di inventiva. La gamma di applicazioni presentate spazia dai progetti architettonici per un habitat lunare alle idee per un’efficiente produzione di alimenti, fino a un’intelligenza artificiale che si adatta alle preferenze degli astronauti. In occasione dell’evento, CHIRON, che è stato appositamente equipaggiato con una motosega, ha dato prova delle proprie abilità: “Il nostro progetto era quello di dimostrare che è possibile portare un robot sulla Luna per costruire una struttura che fornisca un alloggio sicuro. Nello specifico, CHIRON ha tagliato i blocchi di ghiaccio con una motosega e li ha assemblati per costruire pareti di ghiaccio”, spiega Peter.
Con CHIRON si possono spostare molte cose
Attualmente CHIRON non è ancora autonomo, ma è azionato tramite un’interfaccia PC che offre due opzioni. In questo modo, se da una parte si possono comandare le singole articolazioni per muovere il braccio del robot, dall’altra è possibile preimpostare la traiettoria che il robot deve seguire. In questo secondo caso il robot calcolerà autonomamente i movimenti che le articolazioni dovranno compiere, come è accaduto nell’esempio dell’intonaco. Nel prossimo futuro CHIRON verrà perfezionato ulteriormente per diventare un robot da cantiere autonomo. Ad esempio, è in fase di sviluppo un software che gli permetterà di riconoscere le pietre, afferrarle e assemblarle in una struttura senza alcun intervento umano. In ogni caso, CHIRON è una vera manna dal cielo per il futuro professionale degli studenti: “Qui possiamo applicare su larga scala molte delle nozioni apprese durante il corso di studi. E l’esperienza pratica vale oro”, conclude Peter.
