Robot HyQ: l’azienda Moog ora punta alla produzione di robot autonomi

Le due aziende MOOG e IIT collaborano già da diversi anni sulla produzione di nuovi robot, servendosi di motori elettrici specificamente progettati e prodotti per IIT nella sede Italiana di MOOG Components Group a Casella. In seguito al finanziamento del joint-lab MOOG, hanno deciso di investire maggiormente nel settore della robotica autonoma, con la prospettiva di individuare una nuova area di sviluppo e business. In particolare, il settore dei robot per applicazioni emergenziali – come neò caso di terremoti, incendi, disastri nucleari, che sono in forte espansione ed ha visto investimenti crescenti da parte di Stati Uniti, Cina, Giappone e Corea del Sud.

Il Robot quadrupede HyQ

robot HyQ

Il quadrupede di IIT HyQ, tra le piattaforme di riferimento a livello mondiale per questa tipologia di robot, rappresenta uno dei terreni più promettenti nella prospettiva di applicazioni reali in tempi rapidi.

E’ stato costruito con un corpo in lega di alluminio, con un altezza di circa 1 metro, ed 80 kg di peso. Il robot è ricoperto da una struttura di plastica, fibre di vetro e Kevlar nera, che riparano il computer di controllo e le componenti idrauliche dagli urti e da altri inquinanti ambientali. Sulle quattro zampe sono presenti 12 articolazioni che possono ruotare fino a 270 gradi, oltre a un sistema di sensori che gli permettono di orientarsi nello spazio e di adeguare il proprio passo alla tipologia di terreno sul quale cammina.

Uno degli aspetti più importanti e più innovativi del joint-lab MOOG@IIT sarà il perfezionamento degli attuatori integrati, che dovranno controllare i movimenti del robot HyQ, rendendolo più leggero, agile e performante. Sono due le caratteristiche fondamentali degli attuatori:

1. L’integrazione, ottenuta mediante stampa 3D con polvere di titanio. In un unico oggetto di dimensioni contenute, 23 cm di lunghezza, coesistono il sistema elettronico, che controlla il “muscolo”, quello idraulico, che lo alimenta e assicura una reazione veloce, e i sensori di posizione e pressione. L’integrazione conferisce agli attuatori semplicità (non sono necessari cavi e sistemi di trasferimento del movimento) leggerezza, pesa 920 grammi, e robustezza.
2. Le valvole idrauliche degli attuatori, che vengono utilizzate anche nelle auto di Formula 1, alla quale operano alla frequenza di circa 350 Hz, permettendo di controllare le forze esercitate sulle articolazioni delle zampe di HyQ ogni millesimo di secondo e aggiustare il passo del quadrupede su superfici irregolari.

Le servovalvole di Moog, utilizzate sul robot HyQ

La servovalvola in miniatura E024 LA di Moog, è la soluzione scelta dal team di ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova per ottimizzare il controllo del movimento degli attuatori di HyQ – il Robot quadrupede, nato allo scopo di aiutare l’uomo in situazioni di emergenza o in operazioni di ricerca e salvataggio in zone pericolose.

Claudio Semini Capo Progetto del Dipartimento di Advanced Robotics dell’Istituto Italiano di Tecnologia, afferma:

“Il progetto iniziato nel 2007, rappresenta un’importante innovazione nell’ambito delle ricerche di robotica, con l’obiettivo di realizzare un Robot molto versatile, in grado di muoversi con agilità sulle quattro zampe, anche su terreni accidentati, superando i limiti evidenti di quelli cingolati fino ad oggi utilizzati, ed è per questo che per HyQ (Hydraulically actuated Quadruped) abbiamo deciso di adottare, l’attuazione idraulica, in sostituzione di quella elettrica, in grado di assicurare performance e potenza più elevate, robustezza e un miglior controllo delle zampe.”

Le Microvalvole E024 LA di Moog

L’elemento chiave nello sviluppo di HyQ è rappresentato dalla progettazione delle zampe “actively compliant” che, attraverso una rapida modifica del flusso idraulico agli organi di movimento, permettono una modulazione della rigidezza/elasticità dell’arto, ammortizzandone l’impatto con il suolo, senza provocare danni al corpo centrale. Le Microvalvole E024 LA di Moog, hanno soddisfatto pienamente le necessità dei ricercatori di inserire servovalvole idrauliche, dalle dimensioni ridotte, in grado di garantire elevate performance nel controllo del flusso dell’olio e massima resistenza.

HyQ rappresenta, dunque, un progetto di ingegneria complessa costituita da elementi meccanici, oleodinamici ed informatici: il Robot è capace di saltare, di camminare su un percorso roccioso o in strade con pareti inclinate e di correre con diverse andature con una velocità fino a 2 m/s.