Motocicletta Autobilanciante Presentata dall’NTHU la National Tsing Hua University

Motocicletta Autobilanciante Presentata dall’NTHU: Tecnologia All’Avanguardia per una Guida più Sicura

Con oltre 14 milioni di motociclette, Taiwan ha la densità di motociclette più alta al mondo, alimentando la richiesta di soluzioni per una guida più sicura. All’Università Nazionale Tsing Hua (NTHU) di Taiwan, un team di studenti guidato dal Professor Distinto Ting-Jen Yeh del Dipartimento di Ingegneria Meccanica e di Potenza (PME) ha creato una motocicletta autobilanciante utilizzando l’intelligenza artificiale.

Questa motocicletta sfida la gravità, mantenendo la stabilità quando è ferma, a basse velocità e persino durante le manovre in retromarcia. Può anche essere controllata a distanza in modalità autonoma.

Ciò che è difficile da credere è che questo risultato è emerso da un corso di laurea presso il PME dell’NTHU. In due semestri, quattro studenti senior – Yu-Fen Chen, Chen-Yu Peng, Wei-Shan Lee e Yung Tai – hanno utilizzato la stampa 3D per creare un prototipo in scala ridotta della motocicletta autobilanciante. Con l’incorporazione di componenti in fibra di carbonio, nylon e plastica, il team di studenti ha compiuto un significativo passo avanti verso la realizzazione del sogno di una “guida assistita dall’IA”.

Mentre importanti attori dell’industria come Yamaha e Honda hanno esplorato la tecnologia autobilanciante, la commercializzazione è rimasta elusiva. Il Professor Yeh ha sottolineato l’importanza di coltivare tecnologie proprietarie a Taiwan, una nazione nota come il regno delle motociclette.

Distinguendo il loro approccio, il team di studenti dell’NTHU ha osservato che la ricerca esistente predilige prevalentemente design a singolo sterzo o si basa su volani rotanti ad alta velocità per il bilanciamento. Prendendo ispirazione dal concetto di Yamaha, il team dell’NTHU ha utilizzato l’apprendimento automatico per ottimizzare il controllo della motocicletta a doppio sterzo al fine di ottenere l’autobilanciamento.

Yu-Fen Chen ha evidenziato la strategia del team per ottenere il bilanciamento in posizione ferma, che ha coinvolto il posizionamento di sensori al centro della motocicletta e l’inclusione di un blocco contrappeso sotto il telaio. Il sensore rileva angoli di inclinazione fino a 1333 volte al secondo, con un microcomputer che elabora segnali in tempo reale per controllare il motore di sterzata posteriore. Di conseguenza, il blocco contrappeso può regolarsi rapidamente nella direzione opposta, contrastando spostamenti del centro di gravità e ripristinando il bilanciamento.

La motocicletta concettuale del team, leggera 6,5 kg, sottolinea l’importanza della distribuzione del peso. Chen-Yu Peng ha spiegato che per contrastare gli effetti negativi del peso aggiuntivo, hanno spostato la batteria originale da 0,6 kg dalla parte posteriore al centro del corpo, incorporandola nel blocco contrappeso per un efficiente risparmio energetico e bilanciamento.

Il Professor Yeh ha enfatizzato l’importanza della “prototipazione virtuale”, guidando gli studenti attraverso la verifica teorica, le simulazioni al computer e i test prima di avviare l’implementazione hardware. Yung Tai ha evidenziato l’uso di un “Algoritmo Genetico” per l’ottimizzazione dell’IA. Dopo le simulazioni, hanno determinato i parametri di controllo e meccanismo ottimali, portando alla produzione del prototipo.

Il prototipo ha fatto il suo debutto al concorso “Tech New Stars” del 2023 organizzato dal Ministero degli Affari Economici alla fine di novembre. Sotto controllo remoto, questa meraviglia a due ruote ha ritirato il suo carrello di atterraggio, si è spostata avanti con fluidità e persino all’indietro, guadagnandosi applausi e ottenendo il primo premio nella categoria “Robot Intelligenti”.

Nonostante abbia avuto inizio come progetto di corso, il team, spinto dal riconoscimento, aspira a continuare ad integrare tecnologie sensoriali e di navigazione, tra cui il LiDAR, le telecamere, e altro ancora. L’obiettivo è rendere la motocicletta autobilanciante in grado di navigare autonomamente tra gli ostacoli, trasformandola in una motocicletta intelligente più sicura e conveniente per il futuro.