Quando si pensa a un robot, di solito viene in mente qualcosa di piuttosto definito. Si pensa ad una macchina con due braccia, magari delle ruote, sensori e un corpo costruito per un compito preciso. Di recente, però, è stata proposta una variante particolare. Una specie di “cellula” robotica capace di vivere da sola, ma anche di unirsi ad altre per creare qualcosa di più grande. È proprio questa l’idea che ha guidato i ricercatori della Northwestern University nello sviluppo delle cosiddette legged metamachines. Una nuova generazione di robot modulari. A prima vista non sembrano nemmeno robot nel senso classico del termine. Sono piccoli moduli autonomi che, presi singolarmente, sembrano più simili a componenti sparsi che a una macchina completa. Eppure, ognuno di tali elementi è già funzionante. Ogni modulo possiede infatti tutto ciò che serve per muoversi: un piccolo circuito elettronico, una batteria e un motore.
Nuovo robot modulare: ecco i dettagli
Da solo, un modulo può già rotolare, spostarsi e perfino saltare. Ma il vero potenziale emerge quando più unità si connettono tra loro. A quel punto il sistema inizia a comportarsi come un sistema nuovo. Le combinazioni possibili sono moltissime e ogni configurazione genera un modo diverso di muoversi. Non esiste una singola forma “giusta”: la locomozione emerge dalla disposizione dei moduli. Per trovare le configurazioni più efficaci, i ricercatori hanno utilizzato simulazioni che imitano un processo simile alla selezione naturale. Invece di progettare ogni struttura a mano, hanno lasciato che algoritmi evolutivi esplorassero migliaia di combinazioni possibili, selezionando quelle più efficienti per muoversi. Il risultato è sorprendente: alcune delle forme migliori sono così insolite che difficilmente un ingegnere le avrebbe progettate deliberatamente.
Una volta individuati i design più promettenti, sono stati costruiti prototipi reali, poi testati all’aperto su terreni irregolari. E qui emerge uno degli aspetti più interessanti di tale approccio: la resilienza. Se una parte del robot viene danneggiata o si stacca, la struttura rimanente non si blocca. I moduli rimasti collegati ricalcolano il proprio schema di movimento e continuano ad avanzare. Nel frattempo, il modulo separato non diventa inutile, ma continua a muoversi autonomamente finché non può riagganciarsi al gruppo. È proprio tale filosofia di robot composti da unità autonome che possono separarsi, riconfigurarsi e riunirsi a rendere le metamachines così affascinanti.