Per troppo tempo, il mondo della robotica si è affidato quasi esclusivamente a un unico senso: la vista. Questa dipendenza ha limitato il potenziale di queste macchine, precludendo loro l'accesso a un'ampia gamma di compiti che richiederebbero anche la capacità di toccare, odorare o sentire. Nel settore agricolo, ad esempio, un robot che si muove in una fitta vegetazione si trova spesso con la "vista" bloccata da rami e foglie. I sensori tattili basati su telecamere, che stimano la deformazione di un gel protettivo per ottenere informazioni, risultano costosi e facilmente danneggiabili in un contesto così impervio.
È proprio qui che si inserisce l'innovazione sviluppata dai ricercatori della Carnegie Mellon University. SonicBoom propone un cambio di paradigma fondamentale: dotare i bracci robotici di un senso dell'udito, o meglio, di una percezione tattile basata sul suono.
Come funziona? Quando il braccio del robot tocca un ostacolo, come un ramo, le onde sonore generate dal contatto si propagano lungo la sua struttura.
All'interno del braccio sono stati integrati dei microfoni a contatto, piccoli e ben protetti, in grado di rilevare queste onde. Analizzando le minime differenze nei tempi di arrivo del suono a ciascun microfono, il sistema è in grado di localizzare con precisione millimetrica il punto esatto del contatto.
Questa soluzione non solo offre una maggiore robustezza, proteggendo i sensori da urti e usura, ma si rivela anche più pratica ed economica, richiedendo solo una manciata di microfoni. Per affinare questa capacità, i ricercatori hanno fatto ricorso all'AI, addestrando il sistema attraverso un processo meticoloso. Hanno raccolto oltre 18.000 interazioni sonore, create toccando il braccio con un'asticella di legno, per insegnare all'algoritmo a correlare ogni specifico suono a un punto di contatto. I risultati dei test sono notevoli: SonicBoom riesce a localizzare un tocco con un margine di errore di appena 0,43 centimetri su oggetti per cui è stato addestrato. Anche di fronte a materiali sconosciuti, come plastica o alluminio, il sistema mantiene una precisione sorprendente, con un errore di soli 2,22 centimetri.
I ricercatori hanno già dimostrato l'utilità pratica del sistema mappando strutture simili a rami in un ambiente simulato, provando che la percezione acustica può guidare in modo affidabile un robot anche in condizioni di scarsa visibilità. Il prossimo passo è insegnare a SonicBoom non solo dove avviene il contatto, ma anche cosa sta toccando: una foglia delicata, un ramo robusto o un tronco solido.
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