Le componenti biologiche degli animali non sono migliori delle parti fabbricate che costituiscono i robot, ma la capacità di integrazione e controllo di tali componenti da parte degli animali denota una notevole superiorita’ animale, rispetto ai robot. Lo rivela uno studio internazionale, pubblicato su Science Robotics. Gli ingegneri robotici hanno lavorato per decenni e investito molti milioni di dollari in ricerca nel tentativo di creare un robot in grado di camminare o correre come un animale. Eppure, molti animali sono capaci di imprese che sarebbero impossibili per i robot oggi esistenti. Per spiegare questo divario e quantificare il ritardo dei robot rispetto agli animali, un gruppo interdisciplinare di scienziati e ingegneri di importanti universita’ di ricerca ha completato uno studio dettagliato di vari aspetti della corsa dei robot, confrontandoli con i loro equivalenti negli animali. “Uno gnu puo’ migrare per migliaia di chilometri su terreni accidentati, una capra di montagna puo’ arrampicarsi su un vero e proprio dirupo, trovando appigli che non sembrano nemmeno esserci, e gli scarafaggi possono perdere una zampa senza rallentare”, ha detto Max Donelan, professore del Dipartimento di Fisiologia Biomedica e Kinesiologia della Simon Fraser University.
“Non abbiamo robot capaci di una simile resistenza, agilità e robustezza”, ha continuato Donelan. Oltre a Donelan, il gruppo di ricerca comprendeva Sam Burden, professore associato presso il Dipartimento di ingegneria elettrica e informatica dell’Universita’ di Washington, Tom Libby, ingegnere ricercatore senior di SRI International, Kaushik Jayaram, professore assistente presso il Dipartimento di ingegneria meccanica, Paul M Rady, dell’Universita’ del Colorado Boulder e Simon Sponberg, professore associato della famiglia Dunn di fisica e scienze biologiche presso il Georgia Institute of Technology. I ricercatori hanno studiato uno dei cinque diversi “sottosistemi” che si combinano per creare un robot in movimento, ovvero alimentazione, telaio, azionamento, rilevamento e controllo, e li hanno confrontati con i loro equivalenti biologici. In precedenza, era opinione comune che le prestazioni migliori degli animali rispetto ai robot fossero dovute alla superiorita’ dei componenti biologici. “Il modo in cui le cose si sono rivelate e’ che, con solo piccole eccezioni, i sottosistemi ingegneristici hanno superato gli equivalenti biologici, e a volte li hanno superati radicalmente”, ha dichiarato Libby. “Ma e’ anche molto, molto chiaro che, se si confrontano gli animali con i robot a livello di intero sistema, in termini di movimento, gli animali sono sorprendenti e i robot devono ancora raggiungerli”, ha proseguito Libby. In modo piu’ ottimistico per il campo della robotica, i ricercatori hanno osservato che, se si confronta il tempo relativamente breve che la robotica ha avuto per sviluppare la sua tecnologia con le innumerevoli generazioni di animali che si sono evolute nel corso di molti milioni di anni, il progresso e’ stato in realta’ notevolmente rapido. “Si muovera’ piu’ velocemente, perché l’evoluzione non e’ diretta”, ha evidenziato Burden. “Mentre noi possiamo correggere il modo in cui progettiamo i robot e imparare qualcosa in un robot e scaricarlo in ogni altro robot, la biologia non ha questa possibilita’”, ha sottolineato Burden.
“Perciò, quando progettiamo i robot, possiamo muoverci molto più rapidamente di quanto non possiamo fare attraverso l’evoluzione, ma quest’ultima ha un enorme vantaggio”, ha aggiunto Burden. Più che una semplice sfida ingegneristica, i robot efficienti offrono innumerevoli possibilità di utilizzo. Sia che si tratti di risolvere i problemi di consegna dell'”ultimo miglio” in un mondo progettato per gli esseri umani e spesso difficile da percorrere per i robot su ruote, sia che si tratti di effettuare ricerche in ambienti ostici o di manipolare materiali pericolosi, le applicazioni potenziali di questa tecnologia sono molte. I ricercatori sperano che questo studio contribuisca a indirizzare lo sviluppo futuro della tecnologia robotica, ponendo l’accento non sulla costruzione di un hardware migliore, ma sulla comprensione di come integrare e controllare meglio l’hardware esistente. “Quando l’ingegneria apprendera’ i principi di integrazione dalla biologia, i robot in funzione diventeranno efficienti, agili e robusti come le loro controparti biologiche”, ha concluso Donelan.
