AntBot è la prima formica robot che si muove con grande precisione senza GPS e mappe, usa la luce del cielo

Ispirandosi alle formiche del deserto, un gruppo di ricercatori francesi ha realizzato AntBot, il primo robot in grado di esplorare un ambiente e tornare "a casa" senza GPS o mappe. Usa sensori economici che misurano l'angolo di polarizzazione della luce nel cielo. Un giorno potrebbero essere impiegati nella robotica aerea e nell'industria automobilistica.

AntBot è un robot ispirato dalle formiche del deserto, che è capace di muoversi a piedi per esplorare un ambiente senza fare uso di navigatori GPS o di mappe. Il suo segreto è una bussola celeste sensibile alla luce polarizzata dal cielo. È stato sviluppato dai ricercatori francesi del CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) e dell’Università di Aix-Marseille, presso l’Istituto di Scienze del Movimento Étienne Jules Marey (ISM).  Le soluzioni messe a punto per la creazione di questo robot hanno un elevato potenziale nell’ambito dello sviluppo di sensori ottici da impiegare nella robotica aerea o nell’industria automobilistica.

Tutto è partito dallo studio delle formiche del deserto della specie Cataglyphis, celebri per il loro senso dell’orientamento. Questi piccoli animali sono capaci di coprire diverse centinaia di metri per trovare cibo, quindi tornare al nido seguendo un percorso in linea retta, senza perdersi. Al contrario di altri insetti, non possono usare i feromoni a causa delle temperature troppo elevate nel deserto. Per orientarsi quindi usano due informazioni: distanza e direzione. Per misurare la direzione usano una sorta di “bussola celeste” che gli permette di orientarsi mediante l’angolo di polarizzazione della luce del cielo.  Per calcolare la distanza coperta quantificano la velocità di movimento relativa al sole. Gli esseri umani non possono fare altrettanto perché i nostri occhi sono insensibili alla luce polarizzata e alle radiazioni ultraviolette.

 

AntBot non fa altro che imitare la peculiarità appena descritta delle formiche del deserto. Grazie a una bussola ottica che cattura la luce polarizzata determina la sua direzione. Questo strumento progettato appositamente è sensibile alla radiazione ultravioletta polarizzata e misura la direzione di AntBot con una precisione di 0,4° sia con il cielo terso, sia in condizioni di nuvolosità. Usando poi un sensore ottico di movimento orientato in base alla posizione del Sole, misura la distanza coperta. Grazie a questi due strumenti AntBot è stato in grado di esplorare il proprio ambiente coprendo una distanza complessiva di 14 metri e di tornare autonomamente alla sua base, con una precisione fino a 1 cm.

In tutto questo robot pesa 2,3 kg ed è dotato di sei piedi che gli permettono di spostarsi su terreni accidentati che sarebbero inaccessibili per sistemi che si muovono su ruote. Pensiamo per esempio alle aree disastrate, ai terreni accidentati o, in un’opzione futuristica, di terreni extraterrestri.

A parte il robot stesso, l’importanza di questa ricerca (che si è guadagnata una pubblicazione anche sull’importante rivista scientifica ScienceRobotics) riguarda la precisione di navigazione ottenuta senza GPS. I sensori ottici che sono stati realizzati sono definiti “innovativi e non convenzionali”, e hanno prezzi accessibili di poche centinaia di euro. Potrebbero essere applicati nella robotica aerea o nell’industria automobilistica. Sono molti gli studi in corso per cercare di orientare veicoli sia in cielo sia a Terra senza il supporto del GPS, che può non essere disponibile in caso di tempeste geomagnetiche, catastrofi naturali o zone di guerra.

Il lavoro è tutt’altro che terminato, perché prima di poter vedere i sensori francesi all’opera su veicoli reali bisognerà mettere a punto altri aspetti importanti. Per esempio come utilizzare questi strumenti di notte o su lunghe distanze.

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