Nuova tecnologia: navigazione robotica rivoluzionata dall'ispirazione alle formiche secondo uno studio della TU Delft

RomeI ricercatori dell'Università di Delft hanno sviluppato un nuovo metodo per la navigazione di piccoli robot, ispirato dalle formiche. Questi robot utilizzano segnali visivi e conteggiano i loro passi, proprio come fanno le formiche per orientarsi. Questo approccio è cruciale poiché i piccoli robot dispongono di potenza di elaborazione e durata della batteria limitate. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science Robotics il 17 luglio 2024.

Ecco perché è importante:

• Ottimizza i requisiti di calcolo e memoria.
• Consente a piccoli robot di navigare autonomamente senza bisogno di infrastrutture esterne.
• Applicazioni potenziali nell'ispezione industriale e nell'agricoltura.

Piccoli robot, con un peso compreso tra decine e poche centinaia di grammi, possono essere più sicuri ed efficienti. Sono in grado di passare attraverso spazi ristretti e sono meno pericolosi in caso di collisione con le persone. Tuttavia, le loro dimensioni ridotte impediscono di trasportare sensori pesanti e con alta richiesta di energia come i robot più grandi. Strumenti di navigazione comuni come GPS o LiDAR risultano spesso troppo ingombranti o inadatti per questi robot miniaturizzati.

Il team della TU Delft ha trovato una soluzione studiando la natura. Le formiche si muovono in modo efficiente utilizzando una forma di rilevamento del movimento chiamata odometria e una semplice memoria visiva. Questo metodo richiede pochissima potenza di elaborazione, rendendolo perfetto per i piccoli robot. I biologi hanno scoperto che le formiche scattano foto rapide dei dintorni. Quando tornano a casa, confrontano la vista attuale con queste immagini per ritrovare il loro percorso.

I ricercatori hanno sperimentato questo modello su un drone da 56 grammi chiamato "CrazyFlie." Il drone utilizza una telecamera di base e un piccolo computer noto come microcontrollore per la navigazione. A differenza dei sistemi più complessi, impiega solo 0,65 kilobyte di dati ogni 100 metri percorsi. Il drone scatta foto a distanze predefinite e usa un processo chiamato odometria per spostarsi tra questi punti. Questo metodo permette al drone di viaggiare più a lungo consumando pochissima energia e risorse di calcolo.

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Dr. Tom van Dijk, autore principale dello studio, ha affermato che il robot può muoversi tra le posizioni salvate in modo efficace. È cruciale mantenere queste posizioni abbastanza distanziate per risparmiare memoria, ma abbastanza vicine da garantire una buona navigazione del robot.

Il professor Guido de Croon, co-autore dello studio, ha spiegato che questo metodo non crea mappe 3D dettagliate. Al contrario, permette al robot di ritornare al punto di partenza. Questo è sufficiente per compiti come la verifica delle scorte nei magazzini o l'ispezione delle coltivazioni nelle serre. Il drone può raccogliere dati e tornare per caricarli, semplificando il lavoro senza necessità di una elaborazione avanzata.

I robot miniaturizzati hanno molte applicazioni utili. Possono essere impiegati in grandi quantità nelle fattorie per individuare tempestivamente parassiti o malattie. Inoltre, possono svolgere verifiche delle scorte nei magazzini o rilevare perdite di gas nelle fabbriche. Grazie alle loro dimensioni ridotte, si muovono facilmente al chiuso senza creare problemi.

Questo innovativo metodo di navigazione per robot è fondamentale poiché consente a piccoli robot autonomi di operare efficacemente in situazioni reali. Richiede poca potenza di calcolo e memoria, diventando così una soluzione utile ed economica per molte applicazioni.