Così è nato Walkman

I ricercatori del Centro Piaggio hanno raccontato la loro esperienza nella creazione del robot umanoide in grado di salvare dai disastri nucleari

PISA — Insieme ai colleghi dell’IIT di Genova, hanno progettato e costruito il robot umanoide Walkman, l’automa alto 1,85 metri e pesante 100 chili che può camminare, aprire le porte, usare strumenti di lavoro, chiudere e aprire una valvola industriale e che a inizio giugno ha partecipato alla competizione internazionale Darpa Robotics Challenge di Los Angeles. Sono i ricercatori del Centro Piaggio dell’Università di Pisa che hanno raccontato la loro esperienza in un incontro che si è tenuto mercoledì 1 luglio in rettorato. A presentarli c’era Paolo Ferragina, prorettore per la ricerca applicata e l’innovazione dell’Ateneo pisano.

Accompagnati dai professori Antonio Bicchi e Lucia Pallottino, i giovani ricercatori - Alberto Brando (35 anni), Manuel Catalano (33 anni), Manolo Garabini (31 anni), Andrea di Basco (27 anni), Mirko Ferrati (28 anni), Corrado Pavan (28 anni) e Alessandro Settimi (28 anni), Enrico Corvaglia (27 anni) – hanno fatto parte dell’unico team italiano (e dei tre europei) selezionato per la sfida tra robot promossa dall’Agenzia per la ricerca avanzata del dipartimento di difesa statunitense (Darpa) che ha l’obiettivo di definire gli standard tecnologici dei robot da impiegare in situazioni di disastro naturale o causato dall’uomo.

La competizione ha visto confrontarsi 25 team provenienti da USA, Giappone, Corea del Sud, Europa, Hong Kong, Repubblica Popolare Cinese. Il robot italiano si è classificato diciassettesimo, ricevendo molti apprezzamenti da parte della giuria.

Il ruolo del gruppo pisano nella progettazione e nella costruzione di Walkman è stato notevole: le mani del robot sono totalmente made in Pisa, sono un’evoluzione della "Pisa-IIT Softhand" adattata ai task che l’automa doveva compiere in gara. Il gruppo di programmatori – tutti dottorandi della professoressa Pallottino – si è occupato dell'interfaccia uomo-pilota, cioè della messa a punto un dispositivo di collegamento e comunicazione tra il pilota umano e il robot. A Pisa è stato poi messo a punto il planning, ovvero la strategia che il robot deve adottare nelle diverse situazioni per compiere determinarti compiti, come ad esempio salire le scale. Infine, un apporto considerevole da Pisa è stato dato anche alla progettazione meccanica del robot.

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 ruolo dei ricercatori nella progettazione di Walkman:

Alessandro Settimi ha sviluppato l'interfaccia di controllo remoto del robot, mediante cui vengono inviate le istruzioni che il robot deve eseguire. Alessandro è anche stato il pilota principale durante il Darpa Robotic Challenge ed è stato affiancato da altri cinque collaboratori all'interno del Pilot Team.

Mirko Ferrati ha sviluppato l'architettura software, coordinando lo sviluppo dei moduli sia di controllo che di teleoperazione. Inoltre ha sviluppato l'infrastruttura per la comunicazione tra robot e pilota. Durante la gara ha coordinato i piloti con i ragazzi del Field Team, che si occupavano del robot sul campo.

Corrado Pavan si è occupato di sviluppare gli algoritmi che controllano il robot ed eseguono le istruzioni ricevute dai piloti. Durante la gara Corrado come secondo pilota ha gestito le informazioni provenienti dal robot, come ad esempio le immagini 3D, e la visualizzazione degli oggetti manipolati dal robot.

Manuel Catalano si è occupato della progettazione meccanica e dello sviluppo dei sistemi di attuazione del robot, delle mani poliarticolate e della realizzazione del sottosistema di locomozione. Durante le fasi di gara è stato membro del Field Team, il team incaricato di gestire il robot sul campo di gara.

Manolo Garabini si è occupato della progettazione meccanica e dello sviluppo dei sistemi di attuazione del robot, del sottosistema di locomozione e dei sistemi di sensorizzazione di forza dei piedi. Durante le fasi di gara è stato membro del team di supporto e setup meccanico del robot.

Alberto Brando si è occupato della progettazione meccanica e dello sviluppo delle mani poliarticolate. Durante le fasi di gara è stato membro del team di supporto e setup meccanico del robot.

Andrea di Basco si è occupato dello sviluppo e della produzione delle mani poliarticolate, nonché dello sviluppo di componenti meccaniche riguardanti i sistemi di attuazione e locomozione.

Enrico Corvaglia ha sviluppato il software del modulo di controllo per il task di guida al DARPA.

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