Ecco il robot che ti costruisce casa

Funziona imitando il comportamento delle termiti e seguendo semplici regole

termiti

– Credits: Image courtesy of Eliza Grinnell, Harvard School of Engineering and Applied Sciences

Angelo Piemontese

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Possono costruire una base spaziale su Marte o sulla Luna in totale autonomia. Oppure una villetta con cinque stanze da letto, senza bisogno di caricare in memoria il progetto e neppure di consultare gli schemi o la planimetria: vanno avanti e indietro come formichine trasportando e depositando materiale finché l’opera non è finita.

Sono robottini da costruzione (come quello mostrato nell’immagine) molto particolari che non richiedono il controllo o gli input di supervisori. Realizzati da un team di scienziati guidati da Justin Werfel, agiscono come una colonia di tèrmiti, lavorando tutti assieme con un’unica intelligenza collettiva e seguendo solo semplici regole.

I ricercatori infatti hanno plasmato il loro software proprio sul comportamento di questi insetti. Avete mai visto un termitaio? Alcuni sono alti fino a cinque metri e con pareti spesse trenta centimetri: sono strutture sofisticate, con efficienti sistemi di aerazione tra le varie camere, corridoi e passaggi. Gli insetti li tirano su in una notte, solamente impastando terra e saliva. Eppure non hanno un sovraintendente ai lavori, un architetto che controlla il progetto e assegna i compiti.

Semplicemente comunicano tra loro rilasciando tracce di sostanze chimiche (i feromoni) che “spiegano” a propri simili come coordinare il via vai di altri “operai” e materiali. È definita stigmergia: un metodo di comunicazione che funziona con informazioni decentralizzate. Werfel e colleghi si sono ispirati proprio alla stigmergia delle tèrmiti per elaborare l’algoritmo che guida ogni robot. A cui basta un sensore per individuare i “colleghi” o i blocchi da caricare. I prototipi si muovono infatti lungo una griglia predeterminata (a circa mezzo metro al minuto) e trasportano mattoncini simili ai Lego, grandi venti centimetri e del peso di due etti. Obbediscono a due semplici tipi di regole: evitare di congestionare il traffico e quando e dove collocare i mattoncini o salire di un gradino in più nella costruzione in corso d’opera.

All’utente basta commissionare la struttura da realizzare, personalizzandola a piacere, e poi il software determina le regole che i robot devono seguire. “Se ne possono aggiungere quanti se ne vuole a un progetto, e tutti funzionano ancora bene insieme” spiega Werfel sull’ultimo numero di Science “e in caso di catastrofe i superstiti possono continuare a lavorare seguendo le indicazioni di quei robot che rimangono”.

Infatti in “futuro potranno essere usati per operare in ambienti pericolosi (per esempio mettere in sicurezza edifici dopo un terremoto) o perfino per costruire sott’acqua o su altri pianeti” aggiunge lo scienziato. Al momento si sta pensando di impiegarli per costruire argini nelle zone alluvionate o a rischio frane.

Caratteristiche tecniche: i robot sono lunghi circa venti centimetri e pesano ottocento grammi. A parte l’elettronica, sono realizzati con stampanti 3D e hanno due motori indipendenti per le ruote di destra e sinistra e un terzo che muove i bracci per sollevare i mattoncini (impiegando dai trenta ai quaranta secondi).

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