La struttura modulare del Care-O-bot® 4 consente di realizzare una piattaforma robotica individuale per diverse applicazioni, riducendo i costi per lo sviluppo di nuove soluzioni della robotica di servizio. Fonte: Fraunhofer IPA, Foto: Rainer Bez.
Cordiale e simpatico, invisibile, quando non se ne ha bisogno, disponibile giorno e notte su richiesta: il maggiordomo del futuro si chiama “Care-O-bot® 4”. Realizzato dal Fraunhofer IPA di Stoccarda, ha debuttato in occasione degli SCHUNK Expert Days on Service Robotics. Grazie alla sua struttura modulare, consente di realizzare le più svariate configurazioni e di dipingere innumerevoli scenari d’impiego.
di Leo Castelli
“Grazie al suo elevato grado di standardizzazione, Care-O-bot® 4 pone una pietra miliare nell’ambito dei robot mobili di servizio”, sottolinea Henrik A. Schunk, socio amministratore di SCHUNK GmbH & Co. KG di Lauffen am Neckar (www.it.schunk.com). Sia le articolazioni del braccio che la mano di presa del Care-O-bot® 4 provengono dal programma modulare standardizzato per sistemi di presa mobili di SCHUNK. “Poiché in genere le soluzioni della robotica di servizio sono destinate a un impiego mobile, i componenti devono essere leggeri, compatti ed energeticamente efficienti”, prosegue Schunk. “I sistemi di presa mobili SCHUNK sono pensati proprio per questo genere di utilizzo nella robotica di servizio. I componenti possono essere utilizzati sia in applicazioni industriali che in applicazioni di misurazione e controllo, così come in sistemi di assistenza che affiancano l’uomo nelle sue attività quotidiane”.
La nuova mano di presa convince per la sua semplicità, per l’eleganza e i sensori integrati. Fonte: Fraunhofer IPA, Foto: Rainer Bez.
AGILE, MODULARE E CONVENIENTE
Mentre per i precursori del Care-O-bot® 4 le caratteristiche primarie erano il riconoscimento degli oggetti o la navigazione sicura, con questa versione si è compiuto un passo importante verso la commercializzazione. “La quarta generazione del Care-O-bot® non solo è più agile, versatile ed elegante dei predecessori, ma si contraddistingue anche per l’adozione di principi costruttivi improntati all’economicità”, dichiara il capoprogetto Ulrich Reiser, capogruppo al Fraunhofer IPA. Gran parte della struttura interna è formata da elementi in lamiera piegata che possono essere prodotti in modo conveniente anche in quantità ridotte.
La modularità del robot consente svariate configurazioni. È ad esempio possibile fare a meno di un braccio o rinunciare a entrambi. I moduli SCHUNK Powerball ERB standardizzati vengono utilizzati come articolazioni perfettamente integrabili grazie alla loro forma sferica compatta. Con questi componenti tutta l’elettronica di comando e regolazione è già integrata negli azionamenti delle articolazioni. Posizione, velocità e coppia di serraggio sono flessibili. Dal momento che i cavi di alimentazione per le pinze e gli utensili scorrono all’interno delle braccia, non ci sono fastidiosi cavi in giro che possono rovinarsi facilmente. Grazie al sistema intelligente integrato, alle interfacce di comunicazione universali e alla tecnologia di cablaggio per la trasmissione dei dati e l’alimentazione di tensione, possono essere utilizzati come singoli moduli oppure essere completamente preconfigurati come SCHUNK Powerball Lightweight Arm ed essere integrati in modo rapido e semplice in unità di livello superiore, come il Care-O-bot® 4.
Unica in questo contesto è anche l’alimentazione a 24 V c.c., che consente di far funzionare i moduli con batteria ricaricabile, in completa autonomia dalla rete elettrica, in svariati luoghi e anche in mobile. L’uso coerente di strutture leggere e motori a presa diretta consente un ridotto consumo, abbassando i costi energetici, garantendo durate maggiori in caso di funzionamento a batteria ricaricabile e offrendo la possibilità di utilizzare batterie di formato ridotto.
Anche le complesse articolazioni sferiche presenti nel collo e nelle anche del Care-O-bot® 4, così come molti sensori, sono optional. Quando si tratta solo di servire bevande, si potrebbe persino pensare di sostituire una mano con un vassoio oppure di utilizzare solo la base mobile come carrello di servizio e trasporto. L’adeguamento mirato ai vari compiti crea soluzioni convenienti. Gli sviluppatori hanno attribuito notevole importanza alla semplicità di movimentazione. Gli utenti sono infatti disposti a farsi aiutare da un robot solo se non incontrano problemi. Attraverso una superficie d’interazione facilmente accessibile collocata sulla testa, il Care-O-bot®4 può essere comandato in modo molto intuitivo sia da seduti che in posizione eretta. Risulta naturale interagire con il robot anche con parole e gesti: varie fotocamere e microfoni servono per il riconoscimento vocale, delle persone e dei gesti. Attraverso gesti come annuire o scuotere la testa, il robot fa chiaramente capire se ha ricevuto il messaggio. Anche gli effetti luminosi e un puntatore laser presente nella mano del Care-O-bot® 4 servono per lo scambio di informazioni.
“Il Care-O-bot® 4 rappresenta la riuscita simbiosi tra design ed engineering, tra funzione ed emozione, che induce rapidamente l’operatore a interagire, afferma Andreas Haug, amministratore dello studio Phoenix Design di Stoccarda che ha preso parte allo sviluppo. Con la sua figura snella, le due braccia laterali e una specie di testa, il robot assomiglia all’essere umano. “Non eravamo tuttavia alla ricerca di un aspetto troppo umano, che avrebbe destato nell’utente ‘false aspettative’”, ha aggiunto Ulrich Reiser. “Umani sono solo i suoi ‘valori interni’: mantiene sempre una distanza discreta, fa intendere chiaramente ciò che ha capito e ciò che intende fare, si esprime con gesti semplici e può persino manifestare dei sentimenti”. Vari studi hanno dimostrato che le maniere sociali sono indispensabili per generare accettazione tra i futuri utenti. Mentre il Care-O-bot® 3 era un maggiordomo, il suo successore è diventato un gentleman.
Il SCHUNK Powerball Lightweight Arm standardizzato, insieme alla mano di presa, consente svariate operazioni di presa. Fonte: Fraunhofer IPA, Foto: Rainer Bez.