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Un braccio robotico annuncia una svolta fondamentale nell’apprendimento robotico

Con un enorme potenziale per il bene sociale, i robot stanno diventando sempre più preziosi al di là delle loro normali applicazioni industriali. Un’iniziativa dell’UE ha analizzato l’apprendimento nello sviluppo in tempo reale in un robot umanoide relativo a comuni compiti pratici di manipolazione.
Un braccio robotico annuncia una svolta fondamentale nell’apprendimento robotico
Il progetto DECORO (Developmental context-driven robot learning), finanziato dall’UE, si è concentrato sull’apprendimento robotico nello sviluppo guidato dal contesto, che appare fondamentale se ci si aspetta che i robot mantengano la promessa di apportare un miglioramento alle vite e agli stili di vita.

DECORO intendeva comprendere meglio le relazioni tra lo “stato” usato in un algoritmo di apprendimento, la personificazione del robot stesso e il contesto sensoriale del robot.

Per prima cosa il team di DECORO ha creato un’architettura per analizzare l’apprendimento in tempo reale con contesti ad alta dimensionalità. Una scoperta chiave è stata che quando si consente al robot di prendere in considerazione una serie più ampia di stimoli sensoriali, esso è in grado di superare meglio il rumore sensoriale e il rischio di dimenticare quando esegue compiti simili.

Gli scienziati hanno poi sviluppato un braccio robotico stampato in 3D open source che può interagire fisicamente con l’ambiente mentre sviluppa le proprie capacità sensomotorie. Il braccio combina componenti strutturali che possono essere stampati su stampanti 3D per uso domestico, e tendini elastici in una configurazione agonista-antagonista. Questo consente una facile riproduzione, robustezza persino a impatti veloci, un ciclo di riparazione di minuti quando qualcosa si rompe, e rigidità e smorzamento quando necessario. Esso è in grado di resistere agli impatti e all’esplorazione fisica con oggetti che non sono modellati mediante l’utilizzo di attuatori a rigidità variabile con adattamento passivo.

Il braccio robotico utilizza semplici modelli interni che mettono in relazione le lunghezze del muscolo agli angoli delle articolazioni e alla loro rigidità. Questi modelli sono appresi attraverso una procedura autocalibrante, e sono usati per effettuare dei movimenti facili e mirati, oltre che per il rilevamento delle collisioni. Il braccio può ridurre le tipiche oscillazioni all’estremità mentre si muove velocemente attraverso l’uso dinamico della co-contrazione quando effettua i movimenti.

Infine, i partner del progetto hanno iniziato il lavoro per sfruttare il braccio robotico allo scopo di sviluppare dei comportamenti guidati dal contesto.

Con software e hardware open source, il morbido e robusto braccio di DECORO è in grado di rispondere in modo esclusivo al suo ambiente. Esso è adesso riprodotto in molteplici università in tutto il mondo. Un’altra direzione di ricerca è quella relativa ai compiti di raccolta in agricoltura, e nel Regno Unito è stata creata una PMI a questo scopo, la Fieldwork Robotics Ltd.

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