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Resilient Bio-inspired Modular Robotic Miners

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Robot progettati per l’estrazione mineraria selettiva

Un’iniziativa finanziata dall’UE dota i robot con nuove capacità di locomozione, sensori e strumenti in grado di identificare ed estrarre i minerali desiderati, per un settore minerario più ecologico.

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I minerali rari rivestono un’importanza fondamentale per molti settori essenziali, tra cui l’energia, l’elettronica e la difesa. Gran parte di essi viene importata, dal momento che i giacimenti europei sono spesso di dimensioni ridotte e in zone di difficile accesso. Il progetto ROBOMINERS, finanziato dall’UE, ha studiato il modo per sviluppare metodi economici ed ecologici per estrarre minerali essenziali.

Un prototipo di robot minerario

«ROBOMINERS si è prefisso di sviluppare un prototipo robotico modulare, robusto e versatile, in grado di muoversi in ambienti difficili, anche sott’acqua. Per progettare le modalità di propulsione del robot, il team si è ispirato alla biologia e ai modelli di movimento di insetti, vermi e pesci. La squadra ha anche progettato una tecnica di locomozione che trae ispirazione dalla vite di Archimede, dimostratasi un valido aiuto in diversi ambienti di prova. La locomozione non è l’unica caratteristica del robot che attinge al mondo naturale. Pendendo spunto dalle vibrisse, i baffi di alcuni mammiferi, il prototipo è stato dotato di sensori che aiutano a creare un modello tridimensionale dell’area di estrazione mineraria. Inoltre, gli spettrometri, i sensori mineralogici e i sensori geofisici collegati al robot consentono di identificare i minerali desiderati per l’estrazione. La squadra del progetto ha lavorato allo sviluppo del prototipo per raggiungere un livello di maturità tecnologica 4. Alcuni test del prototipo sono stati condotti sia in laboratorio che in ambienti simulati e il progetto ha fatto grandi passi avanti nella progettazione robotica e nell’estrazione selettiva. Sono stati effettuati anche collaudi sul campo per verificare i principali componenti del sistema in un ambiente di estrazione reale. In aggiunta, i dati ricavati dai sensori hanno permesso di migliorare la modellazione geologica; le informazioni ottenute possono infine essere integrate con le conoscenze pregresse relative ai metodi di prospezione consolidati. Sebbene il prodotto non sia ancora pronto per l’immissione sul mercato, le idee di ROBOMINERS promettono di rivoluzionare il futuro dell’industria mineraria. Claudio Rossi, responsabile del progetto, racconta: «Per il futuro, immaginiamo una colonia di minatori robotici che lavori nel sottosuolo, simile a una piccola colonia di formiche. Questo approccio migliora la resilienza e la produttività del sistema minerario, poiché il comportamento a sciame consente di svolgere operazioni coordinate e collaborative tra robot con funzioni diverse.»

Soluzioni minerarie ecocompatibili

L’opinione pubblica in merito all’estrazione mineraria è stata a lungo negativa. Si tratta di un fatto comprensibile, considerato il danno ecologico associato a questa industria e la distruzione chiaramente visibile nelle miniere a cielo aperto. Oggi, ROBOMINERS offre soluzioni in grado di cambiare la situazione. Dal momento che il robot ideato dal progetto opererà nel sottosuolo, occorre praticare solo una piccola apertura nel terreno, eliminando così le antiestetiche miniere aperte. Potendo funzionare anche in acqua, inoltre, non sarà necessario pompare il liquido fuori dalle miniere allagate, un’operazione a volte costosa e connessa a danni ambientali. Quando opera sott’acqua, il robot pompa il liquame ricco di minerali in superficie affinché venga lavorato. Una volta rimossi i minerali desiderati, il materiale rimanente può essere trasportato nell’area estrattiva, che verrà riempita nuovamente, riducendo al minimo i danni ambientali. Il progetto ha concentrato molto l’attenzione sulla protezione dell’ambiente. Come spiega Rossi: «Grazie all’impegno per un’attività estrattiva a basso impatto, l’intero concetto del progetto affronta le problematiche ambientali. L’enfasi sull’estrazione selettiva e di precisione ha lo scopo di ridurre sia gli scarti che l’esigenza di infrastrutture di superficie ad alto impatto.» Il lavoro svolto da ROBOMINERS sfrutta al meglio le moderne tecnologie. In futuro, non solo i robot autonomi con intelligenza artificiale forniranno le materie prime necessarie per i settori essenziali, ma intere squadre di robot estrattivi risponderanno a queste esigenze riducendo al minimo l’impatto sull’ambiente naturale.

Parole chiave

ROBOMINER, estrazione mineraria, robot, robot minerario, estrazione selettiva, prototipo di robot, di ispirazione biologica, design robotico, estrazione ecologica

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