Ma prima, la pizza: un team crea una robotica assistiva che può prepararvi un pasto
Rivoluzione robotica nella preparazione dei cibi?
Per i milioni di americani che hanno problemi di mobilità, preparare una pizza può essere molto più impegnativo che scegliere tra salame o salsiccia. Ora i ricercatori del Virginia Tech hanno sviluppato un braccio robotico con nuove pinze di assistenza che può aiutare le persone con disabilità a svolgere compiti quotidiani complessi, tra cui la preparazione di una pizza. I risultati della ricerca, che possono aumentare l'indipendenza delle persone con mobilità limitata, sono stati pubblicati su Soft Robotics.
Maya Keely lavora con un robot programmato per rispondere agli input e creare una pizza.
Photo courtesy of Maya Keely
La creazione di nuovi strumenti in grado di imitare i movimenti degli utenti umani è opera di Dylan Losey e Michael Bartlett, entrambi professori associati di ingegneria meccanica. "La nostra filosofia è che se si vuole fornire a qualcuno un robot che possa aiutarlo, questo deve avere un collegamento con il modo in cui una persona svolge lo stesso compito", ha detto Losey. "In questo modo le azioni del robot diventano un'estensione dei movimenti naturali di una persona. Non basta costruire sistemi robotici funzionali, i sistemi devono essere facili da usare e intuitivi".
Con un finanziamento di oltre 600.000 dollari da parte della National Science Foundation e con l'aiuto di studenti laureati ricercatori come Maya Keely e Yeunhee Kim, il team ha creato una pinza in grado di raccogliere e spostare oggetti di dimensioni che vanno da un granello di sabbia a una pesante brocca d'acqua, e tutto ciò che sta in mezzo - compresi gli ingredienti per una pizza.
Il dolce prima di tutto
La robotica può aumentare l'indipendenza delle persone con disabilità aiutandole a svolgere le attività quotidiane, ma spesso i robot faticano a tenere il passo con la varietà di compiti che vengono loro richiesti, soprattutto quando si tratta di preparare la cena. Gli alimenti sono diversi, con dimensioni, forme e consistenze differenti, per cui lo stesso robot in grado di aprire un barattolo di salsa, per esempio, potrebbe avere difficoltà a spolverare il formaggio grattugiato. Come insegnare a un robot la differenza tra una banana e una bottiglia di ketchup?
Nel suo recente lavoro, il team ha programmato il robot in modo che ricevesse comandi da un joystick simile a quelli usati per giocare a un videogioco. Utilizzando l'intelligenza artificiale (AI), il robot ha iniziato a interpretare i comandi per decifrare ciò che l'uomo stava cercando di fare, quindi ha utilizzato questi dati per completare il resto del compito.
Il team ha deciso di iniziare con qualcosa di divertente: usare una mano robotica del laboratorio di Losey per costruire una coppa di gelato.
Il primo tentativo non è andato bene.
"Uno dei motivi per cui è stato difficile è che tradizionalmente i robot pizzicano le cose", ha detto Losey. "Questo funziona benissimo quando si ha a disposizione qualcosa come una bottiglia di sciroppo, ma quando ci sono cose più piccole come gli spruzzi o i marshmallow, non è così facile spremere tutto e sperare per il meglio".
Parte del problema era il materiale della pinza robotica. Quando una pinza è fatta di materiali puramente morbidi, può inciampare in oggetti irregolari o pesanti. Quando la pinza è fatta di materiali più rigidi, spesso non riesce ad afferrare oggetti piccoli o gruppi di oggetti.
Il team di Losey e Bartlett ha deciso di costruire una combinazione dei due: una robotica rigida che utilizza una pinza morbida nel suo punto di contatto. Sfruttando il lavoro di Bartlett sui materiali morbidi e sugli adesivi con proprietà uniche, il team ha implementato qualcosa chiamato adesivi commutabili, che "possono essere forti e adesivi per raccogliere le cose, ma possono anche essere prontamente disattivati per rilasciare l'oggetto", ha detto Bartlett.
Il team ha creato un polpastrello morbido, simile a una bolla, per la mano robotica che si sgonfia un po' quando entra in contatto con un oggetto, creando un legame adesivo. L'aggiunta di un po' d'aria rilascia il legame. Con gli adesivi commutabili al loro posto, il robot è riuscito a preparare una coppa di gelato, con tanto di zuccherini.
La pizza è sempre la risposta migliore
Il prossimo piatto del menu: la pizza.
"Il fatto che il braccio robotico e la pinza collaborino con una persona per assemblare una pizza ha messo a dura prova ogni aspetto del nostro sistema", ha detto Bartlett. "Le pizze hanno crosta e formaggio di dimensioni diverse. Hanno anche la salsa e i condimenti, che hanno consistenze diverse. La pizza è anche un bel caso di studio perché ognuno vuole condimenti diversi sulla propria pizza, il che la rende molto personale". Ciò significa che l'uomo e il robot dovranno coordinarsi in modo che il robot costruisca la pizza che l'operatore desidera davvero, utilizzando ciò che ha imparato sullo spostamento dei diversi pezzi".
Utilizzando l'input dell'uomo, la mano robotica ha preso la teglia della pizza, un metallo duro. Poi ha steso l'impasto della crosta della pizza, un materiale morbido. Poi sono arrivati salsa, salame piccante, peperoni, olive e formaggio. I polpastrelli adesivi hanno fatto il loro lavoro e il robot è riuscito a preparare una pizza.
Questo risultato culinario sottolinea il cuore della sovvenzione della National Science Foundation: far progredire la tecnologia robotica in modo che le persone con disabilità possano svolgere una gamma più ampia di compiti.
"A lungo termine, ci piacerebbe creare robot in grado di raccogliere qualsiasi tipo di oggetto", ha detto Losey. "Potrebbero essere morbidi, rigidi, grandi, piccoli o fatti di diversi tipi di texture. Se avete bisogno di un robot che vi aiuti nelle vostre attività quotidiane, sarebbe fantastico se quel robot potesse aiutarvi a preparare il pranzo o a mettere insieme il gelato che desiderate".
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
Altre notizie dal dipartimento scienza
