QUESTO BRADIPO ROBOTIZZATO CON PARTI STAMPATE IN 3D AIUTA A CONSERVARE IL GIARDINO BOTANICO DI ATLANTA
Nel Giardino Botanico di Atlanta , la Georgia, i visitatori nel corso dei prossimi mesi saranno trattati per la peculiare vista di un robot bradipo in una missione per salvare alcune delle specie più minacciate al mondo.
Incontra SlothBot, un nuovo robot ad alta tecnologia, lento e ad alta efficienza energetica che può indugiare sugli alberi per monitorare animali, piante e l’ambiente sottostante. Dotato di numerosi componenti stampati in 3D, costruiti dagli ingegneri della robotica presso il Georgia Institute of Technology , lo SlothBot è attualmente in fase di test vicino alla famosa Canopy Walk del Garden.
SlothBot è stato progettato per sfruttare lo stile di vita a bassa energia dei bradipi reali; è un esempio di come essere lenti a volte possa essere l’ideale per alcune applicazioni. Alimentato da pannelli solari e utilizzando l’innovativa tecnologia di gestione dell’alimentazione, SlothBot si muove lungo un cavo intrecciato tra due grandi alberi mentre monitora la temperatura, il tempo, i livelli di anidride carbonica e altre informazioni nella foresta di Atlanta, nel centro di 30 acri del Garden.
“SlothBot abbraccia la lentezza come principio progettuale”, spiega Magnus Egerstedt, professore e presidente della scuola Steve W. Chaddick della Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering.
“NON È COSÌ CHE I ROBOT SONO IN GENERE PROGETTATI OGGI, MA ESSERE LENTI ED IPER-ENERGETICI EFFICIENTI PERMETTERÀ A SLOTHBOT DI INDUGIARE NELL’AMBIENTE PER OSSERVARE COSE CHE POSSIAMO VEDERE SOLO ESSENDO PRESENTI ININTERROTTAMENTE PER MESI O ADDIRITTURA ANNI.”
Il prototipo iniziale di SlothBot è stato progettato da Egerstedt, insieme a Ph.D. gli studenti Gennaro Notomista e Yousef Emam nel 2019. Il team ha utilizzato parti stampate in 3D FDM per i meccanismi di trasmissione e commutazione del filo, di cui il robot deve strisciare attraverso una rete di fili tra gli alberi.
Misura tre piedi di lunghezza, il nuovo SlothBot nell’Atlanta Botanical Garden presenta anche un guscio stampato in 3D, che aiuta a proteggere i suoi motori, ingranaggi, batterie e apparecchiature di rilevamento dalle intemperie. Il robot è alimentato da una coppia di pannelli fotovoltaici e progettato per indugiare continuamente nel baldacchino della foresta per mesi, spostandosi solo quando necessario per misurare i cambiamenti ambientali. Tali cambiamenti includono fattori meteorologici e chimici, che possono essere osservati solo con una presenza a lungo termine. Si sposterà anche per localizzare la luce solare quando le batterie devono essere ricaricate.
Durante la sua fase di test presso il Giardino Botanico di Atlanta, SlothBot opererà su un singolo cavo da 100 piedi, ma in applicazioni ambientali più grandi, sarà in grado di passare da un cavo all’altro per coprire più territorio. “L’obiettivo più eccitante che avremo dimostrare con SlothBot è l’unione di robotica e tecnologia con la conservazione “, ha affermato Emily Coffey, vicepresidente per la conservazione e la ricerca nel Garden. “Facciamo ricerche sulla conservazione di piante ed ecosistemi in pericolo in tutto il mondo e SlothBot ci aiuterà a trovare modi nuovi ed entusiasmanti per far avanzare i nostri obiettivi di ricerca e conservazione.”
Il progetto SlothBot è supportato dalla National Science Foundation e dall’Ufficio di ricerca navale. I ricercatori suggeriscono che il robot ha il potenziale per aiutare gli scienziati a comprendere meglio i fattori abiotici che influenzano gli ecosistemi critici. Può quindi fungere da nuovo strumento per lo sviluppo delle informazioni necessarie per proteggere le specie rare e gli ecosistemi in pericolo.
“SlothBot potrebbe svolgere alcune delle nostre ricerche in remoto e aiutarci a capire cosa sta succedendo con gli impollinatori, le interazioni tra piante e animali e altri fenomeni che sono difficili da osservare altrimenti”, ha aggiunto Coffey. “Con la rapida perdita di biodiversità e con oltre un quarto delle piante del mondo che si stanno potenzialmente estinguendo, SlothBot ci offre un altro modo di lavorare per preservare quelle specie”.
Il design del robot è stato ispirato da una visita fatta da Egerstedt in un vigneto in Costa Rica, dove ha visto i bradipi a due dita strisciare lungo i fili sopraelevati nella loro ricerca di cibo nella chioma degli alberi. “Si è scoperto che erano strategicamente lenti, che è ciò di cui abbiamo bisogno se vogliamo distribuire robot per lunghi periodi di tempo”, ha spiegato.
Oltre alla conservazione, SlothBot potrebbe avere applicazioni per l’agricoltura di precisione, in cui la videocamera del robot e altre apparecchiature sensoriali potrebbero fornire una diagnosi precoce delle malattie delle colture, misurare l’umidità e controllare l’infestazione da insetti. Dopo aver effettuato i test nel giardino botanico di Atlanta, i ricercatori sperano di spostare SlothBot in Sud America per osservare l’impollinazione delle orchidee o la vita delle rane in via di estinzione.
Il team di ricerca, composto da Gennaro Notomista e Yousef Emam, la studentessa universitaria Amy Yao e il ricercatore post-dottorato Sean Wilson, hanno considerato molteplici tecniche di locomozione per lo SlothBot. Sebbene i robot su ruote siano comuni, sono soggetti a numerosi ostacoli nel mondo naturale come rocce o fango. All’altra estremità dello spettro, i robot volanti richiedono troppa energia per indugiare a lungo; quindi l’osservazione di Egerstedt sui bradipi striscianti era così importante.
“È davvero affascinante pensare che i robot diventino parte dell’ambiente, un membro di un ecosistema”, ha affermato. “Mentre non stiamo costruendo una replica anatomica del bradipo vivente, crediamo che il nostro robot possa essere integrato per far parte dell’ecosistema che sta osservando come un vero bradipo.”
La stampa 3D ha svolto un ruolo significativo nella progettazione di vari robot funzionali destinati a migliorare le diverse sfaccettature della società. Ad esempio, gli scienziati dell’anno scorso presso la Florida Atlantic University (FAU) hanno utilizzato la stampa 3D deep learning, l’intelligenza artificiale e la robotica per creare Astro, un cane robot intelligente in grado di vedere, ascoltare, addestrare e apprendere. Le potenziali applicazioni per Astro includono una serie di compiti utili come il rilevamento di pistole ed esplosivi per aiutare la polizia, i militari e il personale di sicurezza. Può anche essere programmato per funzionare come cane da servizio per i non vedenti o per fornire un monitoraggio diagnostico medico.
Anche la stampa 3D sta giocando un ruolo chiave in un progetto della NASA che cerca di portare la robotica leggera nello spazio . I robot morbidi sono costruiti con materiali altamente flessibili, consentendo nuovi movimenti di robot simili agli organismi viventi che i robot tradizionali non possono replicare, presentando quindi nuove possibili applicazioni per i robot nello spazio. Sebbene nelle sue fasi iniziali, la stampa 3D abbia svolto un ruolo chiave nella ricerca, essendo stata utilizzata per sviluppare l’attuatore robotico morbido, che è la chiave per l’animazione e il controllo delle parti mobili di un robot.
