Kenshiro: un potente robot con 160 muscoli.

Frutto di lunghi anni di ricerca, il nuovo robot umanoide controllato da tendini, creato dall'Università di Tokyo dispone di più di 160 muscoli artificiali. In solo 1,58 m di altezza integra circa 100 motori brushless maxon, che gli consentono di eseguire movimenti simili a quelle dell’uomo.

L'Università di Tokyo ha sviluppato un robot umanoide controllato da tendini in grado di imitare in modo particolarmente fedele le movenze del corpo umano. Il suo nome, Kenshiro, in Giappone richiama soprattutto quello dell'omonimo eroe protagonista di una fortunata serie di fumetti manga degli anni Ottanta (noto anche in Italia come “Ken il guerriero”). Per svilupparlo gli scienziati giapponesi hanno preso a modello l'anatomia umana, con l'obiettivo di realizzare un androide dall'aspetto il più naturale possibile. “Volevamo comprendere la specificità delle sembianze e dei movimenti umani, per poterli riprodurre in Kenshiro con la massima precisione”, spiega il professor Kei Okada. Con i suoi 158 cm di altezza e 50 kg di peso, il robot corrisponde alle misure di un ragazzo giapponese di dodici anni.

Per ottenere la massima somiglianza possibile all'anatomia umana, Kenshiro è stato dotato dei principali muscoli: 50 nelle gambe, 76 nel torso, 12 nelle spalle e 22 nel collo. Nessun altro robot umanoide in passato aveva posseduto tanti muscoli! A titolo di paragone: la muscolatura umana, estremamente articolata, è composta da circa 640 elementi. I 160 “muscoli” di Kenshiro, comandati individualmente mediante tendini, gli consentono di eseguire un gran numero di movimenti antropomimetici - certo non tutti, data la notevole complessità del nostro sistema motorio biologico. Kenshiro è in grado di muovere busto, braccia e gambe; deve però ancora imparare a camminare con scioltezza. Ma come impara il robot a muoversi come uno di noi? È facile: basta mostrargli un movimento perché lui lo imiti.Si tratta di un metodo di apprendimento relativamente semplice, realizzabile con l'ausilio di un software intelligente “Open Source” e di un'interfaccia meccanica. Per insegnare al robot a cam¬minare, tuttavia, serviranno altri e più complessi accorgimenti.Le “ossa” di Kenshiro sono fabbricate in alluminio e, come le nostre, sono collegate tra loro mediante articolazioni. Le maggiori difficoltà con cui ha dovuto confrontarsi finora l'equipe di scienziati diretta dal professor Masayuki Inaba sono legate ai 50 kg di peso del robot. Un modello della statura di un adulto peserebbe circa 100 kg e comporterebbe un carico più elevato, un maggior consumo di energia e movimenti più lenti.

93 motori per 160 muscoli
Per la loro creatura, i ricercatori del laboratorio Jouhou System Kougaku (JSK), dipartimento di informatica-meccanica dell'università di Tokyo, hanno scelto gli  azionamento maxon motor. I 160 muscoli di Kenshiro si contraggono grazie all'azione di 93 motori EC (BLDC) maxon. Alcuni azionamenti sono responsabili individualmente per la contrazione di singoli muscoli speciali, ad esempio in quelli addominali e in quelli pettorali. A tale scopo vengono impiegati i motori senza spazzole EC 16 ed EC 22 di maxon motor. I servomotori a commutazione elettronica si caratterizzano soprattutto per eccellenti caratteristiche di coppia, elevata dinamica, campo di velocità particolarmente ampio e lunga durata di servizio. Per la contrazione dei muscoli sono richiesti dei motori BLDC potenti; per questo sono stati scelti motori maxon da 60 e fino a 100 watt. Un altro argomento decisivo a favore dell'impiego dei prodotti maxon è l'andamento della temperatura del motore. Non essendo possibile integrare un sistema di raffreddamento all'interno del robot, per il professor Kei Okada è infatti particolarmente importante disporre di motori che generino una quantità ridotta di calore.

Dal 1980 a oggi, il JSK ha già realizzato numerosi robot, partendo da diversi automi di servizio o destinati all'industria per arrivare ai robot antropomorfi come Kenshiro. Come per i suoi predecessori Kenta, Kotaro, Kojiro e Kenzoh, l'obiettivo perseguito con Kenshiro è quello di creare una riproduzione il più fedele possibile del corpo umano. Ciò richiede tuttavia anche una somiglianza nell'aspetto esteriore. Per questo gli studiosi giapponesi stanno attualmente lavorando allo sviluppo di una pelle per il nuovo robot. In un futuro non troppo lontano, Kenshiro dovrebbe anche essere in grado di interagire in maniera più attiva con l'ambiente che lo circonda. La prima tappa sarà per lui imparare a camminare più a lungo e in modo più stabile.

 © maxon motor ag

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