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Storie
20 Aprile 2017 09:00

La sfida dei robot nel deserto, successo per il team padovano

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Il deserto di Abu Dhabi, robot, droni e ragazzi riuniti in team provenienti da tutto il mondo: la scena, insolita, è quella della MBZIRC, Mohamed Bin Zayed International Robotics Challenge, la competizione internazionale di robotica organizzata dall’università Khalifa e tenutasi ad Abu Dhabi dal 16 al 18 marzo scorsi, che ha visto una squadra dell’università di Padova aggiudicarsi un prestigiosissimo terzo posto nella cosiddetta Grand Challenge.
Il team padovano era formato dall’assegnista post-doc Elisa Tosello, dal dottorando Morris Antonello, dall’assegnista FSE Nicola Castaman, dai due studenti di Ingegneria Meccatronica e Informatica (oggi laureati) Nicola Bagarello e Silvia Gandin e coordinato dai docenti Enrico Pagello, Emanuele Menegatti e Stefano Ghidoni. Il nome scelto, Desert Lion, unisce il riferimento all’ambiente desertico che ha ospitato la gara e il simbolo dello IAS Lab, l’Intelligent autonomous systems laboratory del dipartimento di Ingegneria dell’informazione: un leone, appunto. Ad Abu Dhabi hanno vissuto una vera e propria avventura, arrivata dopo più di un anno e mezzo di lavoro sul loro manipolatore mobile, e dopo diverse tappe di selezione che li hanno portati tra i 28 migliori team selezionati tra 143 domande di partecipazione.

La gara. Ma come funzionava la competizione? C’erano 3 challenge (sfide), che prevedevano specialità diverse: la prima e la terza richiedevano l’utilizzo di droni che dovevano, rispettivamente, atterrare su un piccolo mezzo in movimento e individuare dei pezzi a terra, prenderli e metterli in una scatola, mentre la seconda era riservata ai manipolatori mobili, che dovevano operare con chiavi inglesi e valvole. Infine c’era la Grand Challenge, una specie di triathlon che richiedeva di eseguire tutti e tre i compiti insieme. “Noi ci siamo focalizzati sulla seconda challenge e sulla Grand Challenge - racconta Elisa Tosello - nella seconda il manipolatore mobile doveva individuare, all’interno di un’arena, un pannello su cui erano collocate delle chiavi inglesi e una valvola e affiancarcisi. Poi doveva scegliere la chiave giusta, afferrare la valvola e girarla di 360 gradi”. Il manipolatore costruito dalla squadra padovana allo IAS Lab è un robot che si muove su ruote, munito di un braccio meccanico e di un mano robotica. Poteva svolgere il compito in modo completamente automatico, utilizzando dei laser per trovare il pannello, un sistema di telecamere e un classificatore per individuare la chiave inglese (le cui dimensioni erano fornite in gara), oppure in affiancamento teleguidato da remoto da un pilota, modalità scelta dal team padovano.
Le problematiche tecniche da affrontare riguardavano diverse aree di specializzazione, prese in carico dai diversi membri del team: visione artificiale, controllo di forze, assemblaggio del codice, manipolazione, movimentazione e navigazione, task manager per la combinazione di tutte le funzionalità. Aree di sviluppo nelle quali sono stati attivamente coinvolti i due studenti del team, Silvia Gandin e Nicola Bagarello, che contemporaneamente alla preparazione della gara scrivevano le tesi di laurea: lavoro impegnativo ma ricco di soddisfazioni, anche perché gli argomenti di tesi riguardavano le problematiche sollevate dai temi della challenge.

Imprevisti tecnici e... atmosferici. Nella seconda challenge, però, alcuni problemi pratici non hanno permesso di raggiungere i risultati sperati. “Le batterie al litio che ci servivano non sono arrivate insieme al robot - spiega Nicola Bagarello - quindi abbiamo dovuto usare delle batterie di backup al piombo acquistate direttamente ad Abu Dhabi, ma questo ha causato diversi rallentamenti e problemi”. A far slittare un’altra gara, invece, è stata addirittura una tempesta di sabbia: “Per circa mezza giornata hanno dovuto interrompere le competizioni perché alcuni droni avevano letteralmente preso il volo - raccontano i ragazzi - e alcune voci dicono che uno sia stato addirittura ritrovato in mare!”.

L’unione fa la forza. Il successo, alla fine, è arrivato proprio nella gara più difficile, la Grand Challenge, grazie a uno degli aspetti più interessanti di queste sfide internazionali tra università di tutto il mondo. “Il clima di competizione c’è fino a un certo punto, ma poi ci si aiuta anche molto, ed è bello scambiarsi consigli e strumenti - dice Nicola Castaman - Ai ragazzi della Georgia Tech University, per esempio, abbiamo prestato trapano e caricabatterie e loro in cambio ci hanno offerto aiuto e assistenza nel caso di problemi”. In questa atmosfera, visto che il regolamento lo prevedeva, per la partecipazione alla Grand Challenge il team Desert Lion ha “stretto alleanza” con una squadra che già racchiudeva al suo interno più nazionalità: “Ci siamo uniti con i nostri “vicini di box” - racconta Elisa Tosello - un team composto dalla Czech Tech University di Praga, la University of Pennsylvania (USA) e l’università Lincoln (UK), che aveva i droni ma non il manipolatore mobile”. E questa volta, dopo aver finalmente fatto arrivare delle nuove batterie al litio dalla Cina, il robot padovano ha svolto bene il suo compito con i droni alleati (in massimo 25 minuti tutti dovevano completare i propri task contemporaneamente), facendo salire la nuova squadra sul terzo gradino del podio. “Tra noi e i secondi classificati (l’ETH Zurich) c’è stato solo il 10% di distacco nel punteggio - racconta il professor Pagello - mentre i vincitori, il team dell’università di Bonn, erano molto ben attrezzati e hanno fatto un’ottima prova”.

Donne e robotica. La MBZIRC è stata anche un’altra occasione per notare lo scarso numero di ragazze coinvolte in progetti di studio e ricerca su temi di robotica. “Nel mio corso (Ingegneria informatica) eravamo circa 5 o 6 ragazze - spiega Silvia Gandin - ed è lo stesso numero di quelle che erano presenti ad Abu Dhabi, su un totale di 25 team presenti. Secondo me è prevalentemente una questione di interesse personale, che si evidenzia ben prima di arrivare all’università, già alle superiori. Tuttavia mi pare che i numeri stiano crescendo: ci sono progetti per insegnare alle bambine a programmare già all’asilo”. “Quello per cui le donne sarebbero più portate per gli studi umanistici è un luogo comune - sottolinea Elisa Tosello - la differenza sta probabilmente nell’interesse personale”. Esistono anche associazioni che hanno proprio lo scopo di promuovere la presenza delle donne nei settori della scienza e dell’ingegneria, come la Women in Engineering, dello IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers, una delle più grandi associazioni internazionali di scienziati professionisti con l'obiettivo della promozione delle scienze tecnologiche. In ogni caso, sia Silvia che Elisa sono d’accordo nel dire che lavorare in ambienti quasi completamente maschili non è mai stato un problema, anzi: “È un mondo maschile ma non maschilista è una specie di motto che avevamo coniato quando ero l’unica donna del laboratorio” racconta Elisa sorridendo.

Il valore delle Challenge. Queste speciali sfide internazionali tra robot, spesso poco conosciute dai non addetti ai lavori, sono importanti per diversi motivi. “A livello internazionale le challenge vengono organizzate principalmente per due finalità - spiega il professor Pagello - una educativa, dal momento che l’aspetto della ricerca del miglioramento e della sfida, anche con sè stessi, ne fanno un ottimo strumento educativo per gli studenti; l’altra è quella legata al concetto di benchmarking, perché quando si sviluppa un robot una delle cose più difficili è stabilire dei parametri di valutazione delle performance per fare i test, e le gare robotiche sono molto utili a questo proposito”. Un robottino che deve buona parte della sua popolarità alla partecipazione a una Challenge è Nao, l’umanoide “da intrattenimento” utilizzato anche all’università di Padova in un progetto pilota di aiuto ai bambini in ospedale. Sviluppato da una società francese, divenne famoso nel 2007, quando sostituì Aibo, il cane robot della Sony, nella RoboCup, il torneo internazionale di calcio per i robot, che nel 2003 fu ospitata proprio a Padova. Lo stimolo alla ricerca e alla produzione di robot sempre più performanti (anche per esigenze specifiche) rimane comunque uno degli obiettivi principali di chi organizza le Challenge. Nel caso della MBZIRC, ad esempio, il focus era su droni in grado di procurare strumenti e robot in grado di “manipolarli” e svolgere compiti (come, ad esempio, il montaggio di pezzi) in autonomia all’interno di contesti manifatturieri. Dopo questa prima edizione, si prevede l’organizzazione della gara ogni due anni.
I robot che vedremo all’opera nelle aziende (e non solo), quindi, potrebbero essere “figli” di prototipi prodotti da team di appassionati studenti, dottorandi e professori che hanno trovato nelle challenge internazionali esperienze di studio, confronto e condivisione originali e preziose.

 

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