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Il MIT CSAIL crea dei cubi robotici per esplorare lo Spazio

I cubi auto-riconfiguranti ElectroVoxels con elettromagneti integrati creati dal MIT CSAIL sono perfetti per l’esplorazione dello Spazio.

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  • n.5 - Maggio 2022
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La Redazione

Cosa è meglio per le spedizioni nello Spazio: dei robot a grandezza naturale da inviare singolarmente, oppure una squadra di piccoli moduli robotici? Sicuramente i secondi. I robot modulari sono particolarmente promettenti per le loro abilità auto-assemblanti e riconfiguranti. Ma quelli costruiti sino ad ora sono ancora un po’ ingombranti per poter essere utilizzati in ambiti come l’esplorazione dello Spazio. Questi, infatti, hanno al loro interno un serraglio di motori grandi e costosi. Inoltre, per essere più efficienti richiedono architetture scalabili e dimensioni ridotte.

Gli scienziati del MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) si sono appellati all’elettromagnetismo, ovvero campi elettromagnetici generati dal movimento delle correnti elettriche. Questo allo scopo di evitare i soliti costosi e ingombranti attuatori in blocchi individuali. Hanno invece integrato dei piccoli, di facile costruzione ed economici elettromagneti che si attirano e respingono agli angoli di cubi robotici. Ciò consente loro di ruotare e muoversi attorno a loro stessi, nonché di cambiare rapidamente forma.

Compatti ed economici

Gli “ElectroVoxels” hanno una lunghezza laterale di circa 60 mm, e i magneti consistono in un nucleo di ferrite avvolto da fili di rame, con un costo di ben 60 centesimi. All’interno di ciascun tubo ci sono dei minuscoli circuiti elettronici stampati che inviano la corrente attraverso il giusto elettromagnete nella direzione corretta. A differenza delle tradizionali cerniere, che richiedono attacchi meccanici tra due elementi, gli ElectroVoxels sono completamente wireless, quindi più semplici da mantenere e produrre su larga scala. Per meglio visualizzare come si comportano i cubi mentre interagiscono, gli scienziati hanno utilizzato un pianificatore software in grado di visualizzare le riconfigurazioni e calcolare i trasferimenti elettromagnetici sottostanti, così l’utente può gestire fino a un migliaio di cubi in pochi click, o utilizzare degli script predefiniti che decodificano relazioni multiple e consecutive. Il sistema consente all’utente di cambiare la velocità dei blocchi, evidenziando i magneti e visualizzando le mosse necessarie per evitare collisioni, oppure far assumere loro delle forme diverse.

Nuove possibilità per l’esplorazione spaziale

I piccoli blocchi sono particolarmente adatti agli ambienti con microgravità. Dopo alcuni test iniziali su un tavolo ad aria, gli ElectroVoxels sono stati testati in volo. Lo scopo è mettere a disposizione strumenti più adatti all’esplorazione dello Spazio, come la riconfigurazione senza propellenti o il cambio delle proprietà di inerzia di un’astronave. Sfruttando l’attuazione senza propellenti, ad esempio, non c’è bisogno di lanciare carburante extra per la riconfigurazione.

“ElectroVoxels mostra come creare un sistema pienamente riconfigurabile ed espone la nostra comunità scientifica alle sfide che devono essere affrontate per avere un sistema robotico modulare pienamente funzionante in orbita”, dice Dario Izzo, Head of the Advanced Concepts Team presso la European Space Agency. “Questa ricerca dimostra come i cubi girevoli ad azionamento elettromagnetico siano semplici da costruire, operare e mantenere, abilitando un sistema flessibile, modulare e riconfigurabile che può servire da ispirazione nella progettazione di componenti intelligenti per spedizioni future”.

Muoversi dallo spazio alla Terra è il prossimo passo per gli ElectroVoxels. Ciò richiederà una modellazione più dettagliata e l’ottimizzazione degli elettromagneti, che dovranno affrontare la gravità terrestre.

Il team degli ElectroVoxels

Martin Nisser, studente PhD presso il MIT CSAIL, è l’autore principale di uno studio sugli ElectroVoxels. Nisser ha elaborato tale studio – in parte sostenuto dal MIT Space Exploration Initiative – insieme a Leon Cheng e Yashaswini Makaram del MIT CSAIL, nonché a Ryo Suzuki, Professore Assitente di Computer Science presso l’University of Calgary, e al Professore del MIT Stefanie Mueller. Guarda il video per vedere come funzionano gli ElectroVoxels.

Il MIT CSAIL crea dei cubi robotici per esplorare lo Spazio - Ultima modifica: 2022-04-13T16:49:07+02:00 da La Redazione
Il MIT CSAIL crea dei cubi robotici per esplorare lo Spazio - Ultima modifica: 2022-04-13T16:49:07+02:00 da La Redazione