Robot che possono fare una delle azioni umane più difficili: aprire le porte

Credito: Alexander Limbach, Shutterstock

Un team di studenti del laboratorio di robotica dell’Università di Cincinnati ha messo a punto delle complesse simulazioni digitali al computer che potrebbero essere la base per la costruzione di robot autonomi che possano eseguire una delle azioni più difficili in assoluto che una macchina possa compiere: aprire le porte. Se per noi è un’azione semplicissima, per un robot “è una sfida tremenda”, come spiega Ou Ma, un professore di ingegneria aerospaziale che ha supportato il team durante lo studio.

Balzo in avanti enorme per robot ausiliari

I ricercatori, che hanno pubblicato anche un video su YouTube dove si vede una scena della simulazione tridimensionale in cui una macchina con ruote riesce ad aprire una porta, credono che macchine del genere potrebbero portare ad un balzo in avanti enorme per quei robot ausiliari che lavorano in tantissimi settori, da quello della polizia e della disinfestazione dei locali a quello della logistica. Il settore dei cosiddetti “robot ausiliari” muove un mercato da 27 miliardi di dollari, come rivela il comunicato dell’Università di Cincinnati.

Tentativi effettuati in passato

In passato alcuni i ricercatori hanno affrontato questo enorme problema, quello di far aprire le porte a robot alle macchine, eseguendo scansioni delle stanze in cui le macchine devono entrare o da cui devono uscire, un’operazione abbastanza complessa e troppo personalizzata: funziona solo nelle stanze che vengono scansionate.

La difficoltà nell’aprire le porte

Le porte possono essere tantissime, di colori diverse, dalla struttura diversa, e anche le stesse maniglie possono aprirsi in maniere diverse. Ad esempio ci sono porte che si chiudono automaticamente e per le quali bisogna non solo usare la maniglia ma anche tirare o spingere la porta un po’ di più. Inoltre una macchina deve saper calibrare attentamente la forza per superare la resistenza della maniglia e già effettuare la presa corretta di una maniglia con un supporto robotico, una sorta di “mano”, è un’operazione ingegneristica molto complessa.

Apprendimento automatico: macchina insegna a sé stessa

Proprio per questo i ricercatori, nella simulazione, hanno usato la tecnica dell’apprendimento automatico, tipica dell’intelligenza artificiale, in modo che la macchina possa insegnare a sé stessa come avvicinarsi alla maniglia e usarla. La fase di “addestramento” può durare del tempo ma il vantaggio sta nel miglioramento continuo e nel fatto che il metodo, se avesse successo, funzionerebbe poi in qualunque locale. Il fatto è che la fase di addestramento necessita di tantissimi dati, rappresentati da tantissimi tentativi, e questo rappresenta un’altra sfida, secondo Yufeng Sun, l’autore principale dello studio.
Il prossimo obiettivo dei ricercatori, naturalmente, è di mettere in pratica i risultati che hanno raccolto con le simulazioni, creando una macchina robotica che possa aprire le porte.

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Note e approfondimenti

  1. Force-Vision Sensor Fusion Improves Learning-Based Approach for Self-Closing Door Pulling | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore (IA) (DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3118594)

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