Il Robot Teleoperativo dell’IIT: quattro zampe e due bracci per rendere più sicure le operazioni nelle aree pericolose

Uno dei principali obiettivi per cui è stata sviluppata la robotica è ampliare le possibilità dell’uomo di operare in sicurezza in ambienti difficilmente accessibili o del tutto inaccessibili. Basti pensare ai rover che hanno toccato la superficie di Marte, ai droni che pattugliano aree impervie, ma anche alle operazioni di salvataggio a seguito di calamità naturali.

È questa logica che ha guidato l’IIT nel pluriennale sviluppo del quadrupede robotizzato HyQReal e che ha spinto i ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia a fare un passo in più partendo proprio da quella base: montare sulla testa di HyQReal due bracci robotici. Stiamo parlando del progetto Robot Teleoperativo, frutto di un’idea tanto semplice quanto potente: utilizzare robot avanzati per estendere le capacità umane in ambienti rischiosi, permettendo agli operatori di svolgere compiti complessi a distanza. E non stupisce che partner dell’IIT in questa nuova avventura tecnologica sia l’Inail.

Il progetto Robot Teleoperativo sta vivendo oggi la sua terza fase di sviluppo, dopo il successo delle prime due.

Robot Teleoperativo, pensato per espandere le capacità umane

Come abbiamo detto, il cuore del progetto Robot Teleoperativo risiede nella volontà di mitigare i rischi per la sicurezza umana in situazioni di pericolo: il Robot Teleoperativo si propone come un’estensione dell’operatore umano, capace di agire con forza, precisione e versatilità evitando di esporre gli operatori ai rischi che si corrono quando si lavora con incendi, crolli o sostanze tossiche.

Come dice il nome, il Robot Teleoperativo non è pensato per operare in autonomia, ma per realizzare in modalità teleguidata operazioni che normalmente sarebbero troppo pericolose o difficili da compiere per un essere umano: un po’ quello che già accade nel caso della medicina con sistema chirurgico da Vinci, che consente al chirurgo di tele-operare un paziente grazie a un robot.

Potenza e controllo intuitivo

La base di questo sistema, come antipavamo, è il quadrupede idraulico HyQReal sviluppato dall’IIT.

La scelta della tecnologia idraulica (a cui solitamente si preferisce quella elettrica, in grado di garantire maggiore precisione) in questo caso è è fondamentale perché il robot può sfruttare l’enorme potenza degli attuatori sia per i movimenti sia per il sollevamento di carichi pesanti, come l’IIT ha dimostrato nel 2019 quando HyQReal spostò addirittura un aeroplano.

La vera innovazione del Robot Teleoperativo risiede però nell’integrazione di due braccia robotiche montate sulla testa del robot e, naturalmente, nel sistema di teleoperazione.

Il posizionamento delle braccia (pesano 10 kg ciascuna e hanno una capacità di carico di 5 kg per braccio) sulla testa permette di coprire una vasta area di lavoro, di raggiungere il suolo e, grazie alla parziale sovrapposizione degli spazi di lavoro, di effettuare manipolazioni a due bracci.

Per consentire agli operatori di controllare il robot, l’IIT ha sviluppato un sistema di teleoperazione avanzato. Il sistema è progettato per essere il più intuitivo possibile, permettendo all’operatore di immergersi completamente nel robot e sfruttare appieno le sue capacità di movimento.

Grazie a un visore e a un sistema di ottimizzazione della larghezza di banda che assicura immagini ad alta risoluzione, l’utente può operare in modalità immersiva. Fondamentale in tal senso è anche il feedback aptico, che permette all’operatore di sentire le interazioni del robot con l’ambiente.

La priorità dei ricercatori, insomma, è garantire un’esperienza di alta qualità, dove l’operatore non sia costretto a fermarsi a causa dei limiti del robot.

Applicazioni e sviluppi futuri

Il progetto ha già dimostrato il suo potenziale in situazioni reali. Nel 2022 i vigili del fuoco hanno utilizzato una versione precedente del robot per spegnere un incendio simulato in un tunnel.

Attualmente il Robot Teleoperativo è nella sua terza fase di sviluppo, iniziata nel 2024 con l’obiettivo di operare in situazioni emergenziali in cui le condizioni al contorno possono non essere note (ad esempio in conseguenza di calamità naturali o eventi disastrosi i cui impatti non possono definirsi in modo agevole e rapido) per cui diventa fondamentale evitare la diretta esposizione degli operatori a condizioni pericolose non definibili a priori, ma al contempo garantire interventi puntuali ed efficaci.