Walkman è un robot umanoide alto 1,85 metri e pesante 100 chili, costruito in soli 10 mesi. E’ munito di batteria che gli permette di avere un’autonomia di oltre di un’ora ed è in grado di camminare, guidare un’auto tipo Ranger, aprire porte e utilizzare strumenti di lavoro come un trapano, e chiudere e aprire una valvola industriale. Le sua abilità discendono dalla forma umanoide, necessaria per un robot che in futuro dovrà convivere con gli uomini e adattarsi ai loro ambienti. Il robot Walkman è stato ideato e realizzato dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, in collaborazione con il Centro di Ricerche “E. Piaggio” di Pisa, all’interno di un progetto finanziato dalla Commissione Europea dalla fine del 2013. Walkman si distingue per alcune caratteristiche uniche: il movimento elastico dei giunti che gli permettono di avere un movimento fluido e sicuro nell’interazione con l’uomo e con l’ambiente; un ridotto consumo di energia; leggerezza delle gambe prive di motori lungo la parte bassa; versatilità e destrezza nella manipolazione. Il busto è in grado di ruotare di 180 gradi, facilitando così la manipolazione degli oggetti in ogni direzione intorno al robot, mentre le braccia possono ruotare all’indietro facilitando le azioni dietro la schiena. Il suo design consente di unire robustezza e flessibilità. E’ realizzato in Ergal (90%), titanio (8%) ferro e plastica. Nella testa il robot è munito di telecamere e di uno scanner laser tridimensionale. Il movimento del suo corpo è gestito da circa 40 schede di controllo, 4 sensori di coppia di forza (2 nelle caviglie e 2 nei polsi), 33 motori che uniscono i vari giunti e 2 accelerometri per regolare l’equilibrio. Due computer (con processore INTEL i7 quadcore) controllano la visione e la percezione e il movimento. L’architettura software è basata su piattaforma YARP (codice sviluppato da IIT per l’umanoide iCub), con integrazioni di ROS e Gazebo. Unicità tecnologica sono i 33 motori compatti – brevetto IIT – che lo muovono. Si tratti di motori che integrano in un unico modulo “click-on” sensori di coppia, forza e posizione e schede di controllo, in un volume che è circa 1/5 di un motore motociclistico. La potenza è da vera Formula 1: il motore da 2.8 KW è infatti in grado di erogare fino a 250 Newton per metro. Una moto sportiva di 1000 cc di cilindrata eroga mediamente fino a 115 Newton per metro. Il robot ha rappresentato l’Italia e l’Europa alla competizione di robotica internazionale DARPA Robotics Challenge (DRC) che si è tenuta a Los Angeles dal 5 al 6 giugno 2015, confrontandosi con 24 team, provenienti da USA (come quelli di NASA e MIT), Giappone, Corea del Sud (tra cui il robot vincente del KAIST), Europa, Hong Kong, Repubblica Popolare Cinese (ritiratisi all’ultimo momento). Durante la gara le squadre hanno dovuto affrontare uno scenario ispirato all’incidente nucleare di Fukushima, eseguendo 8 compiti in un’ora: guidare un veicolo, aprire una porta e camminare all’interno di un edificio, chiudere una valvola e tagliare un buco nel muro, una prova a sorpresa, camminare su terreno sconnesso, salire le scale. La competizione DRC è stata lanciata nel settembre 2012 dall’Agenzia per la Ricerca Avanzata del Dipartimento di Difesa statunitense (DARPA) con l’obiettivo di definire gli standard tecnologici dei robot da impiegare in situazioni di disastro naturale o causato dall’uomo. IIT è stata l’unica realtà in Europa che vi ha partecipato su invito diretto del DARPA. “Per la forza del suo team e delle loro idee, credo che la loro partecipazione al DRC aumenterà la qualità della competizione nel suo insieme”: queste le parole usate da Gill Pratt, direttore del programma DRC nella lettera di invito indirizzata al ricercatore di IIT Nikolaos Tsagarakis, che guida il team Walkman. Alla competizione DRC Walkman si è piazzato diciassettesimo, tradito dai pochi mesi di prova sul campo. I ricercatori del progetto Walkman, iniziato a fine 2013, hanno infatti avuto poco più di un anno per impostare il disegno meccanico, realizzare le varie parti del corpo e costruire il software di controllo del robot. Tuttavia il robot italiano è stato l’ unico ad affrontare la sfida con una tecnologia nuova e completamente diversa rispetto a quella degli altri robot in gara. La partecipazione alla DRC ha rappresentato solo uno degli obiettivi del progetto Walkman, poiché nei prossimi anni i ricercatori si confronteremo con altri scenari definiti insieme agli enti di Protezione Civile. Il progetto europeo Il progetto europeo WALK-MAN (www.walk-man.eu), il cui nome è l’acronimo di “Whole Body Adaptive Locomotion and Manipulation”, ha l’obiettivo di sviluppare robot umanoidi in grado di intervenire in ambienti reali e danneggiati da disastri naturali o incidenti provocati dall’uomo. Coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), il progetto è iniziato nell’ottobre 2013 e avrà la durata di quattro anni; vede la partecipazione dell’Università di Pisa, l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) in Svizzera, il Karlsruhe Institute of Technology (KIT) in Germania e l’Université catholique de Louvain (UCL) in Belgio.
