La mano robotica che supera quella umana: afferra meglio e si muove da sola. Lo studio
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Superare l’evoluzione e costruire una mano robotica più efficiente e funzionale della mano umana. Questa la sfida raccolta e superata da un team di ricercatori dell’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), guidato da Aude Billard, direttrice del Learning Algorithms and Systems Laboratory, che oggi, in un articolo pubblicato su Nature Communications, presenta una mano robotica capace non solo di afferrare meglio di una mano umana, ma anche di staccarsi dal braccio e muoversi autonomamente.
Il dispositivo è stato sviluppato dal team guidato da Aude Billard, direttrice del Learning Algorithms and Systems Laboratory dell’EPFL. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Communications. La mano robotica presenta una struttura modulare che può ospitare fino a sei dita identiche, dotate di più articolazioni e di superfici in silicone per migliorare la presa. A differenza della mano umana, non esiste un pollice fisso. Qualsiasi coppia di dita può formare una presa opponibile, eliminando di fatto il problema dell’asimmetria. Inoltre, il palmo è completamente reversibile: non c’è una distinzione funzionale tra “palmo” e “dorso”, entrambi possono afferrare e sostenere oggetti.
Secondo Billard, i limiti della mano umana diventano evidenti in molte situazioni quotidiane. Raggiungere un oggetto sotto un mobile o dietro uno scaffale, oppure mantenere una presa stabile mentre si afferra qualcosa posizionato dietro la mano, richiede spesso movimenti innaturali del polso o dell’intero corpo. Il nuovo dispositivo aggira questi ostacoli grazie a una progettazione che non imita l’anatomia umana, ma la supera.
La caratteristica più sorprendente è la possibilità per la mano di sganciarsi dal braccio robotico. Una volta separata, può muoversi autonomamente, strisciando su una superficie e trasportando oggetti mentre avanza. I ricercatori definiscono questa capacità “loco-manipolazione”, una combinazione di movimento e manipolazione che permette al robot di operare anche oltre il raggio d’azione del braccio.
Con cinque dita, la mano è in grado di replicare la maggior parte delle prese umane tradizionali. Con sei o più dita, può eseguire operazioni che normalmente richiederebbero due mani, come svitare il tappo di una bottiglia di grandi dimensioni o avvitare una vite mentre l’oggetto viene stabilizzato. In teoria, spiegano i ricercatori, non esiste un limite al numero di oggetti che la mano può tenere contemporaneamente, se non quello imposto dal numero di dita installate.
L’ispirazione per il progetto arriva più dalla biologia che dall’ingegneria classica. Polpi, mantidi religiose e altri organismi utilizzano gli stessi arti sia per muoversi sia per afferrare e manipolare. Allo stesso modo, la mano robotica dell’EPFL può trasportare oggetti sotto il palmo, sul dorso o su entrambi i lati mentre si sposta.
Le possibili applicazioni spaziano dalla robotica industriale alla robotica di servizio, fino all’esplorazione di ambienti confinati o difficilmente accessibili. La capacità di operare in spazi ristretti e di adattarsi a compiti diversi potrebbe ampliare le funzioni dei tradizionali bracci robotici. I ricercatori non escludono neppure sviluppi nel campo delle protesi, pur sottolineando che il dispositivo non è pensato per imitare una mano umana.
Secondo Billard, la vera sfida non è replicare fedelmente il corpo umano, ma progettare sistemi che offrano capacità nuove. Studi precedenti mostrano che il cervello umano è in grado di adattarsi anche a configurazioni non convenzionali, come dita robotiche aggiuntive. Questo apre la strada a una tecnologia che non si limita a sostituire una funzione persa, ma che potrebbe estendere concretamente le possibilità di interazione con l’ambiente.
Emanuele Perugini
Foto: École Polytechnique Fédérale de Lausanne e Xiao Gao
