I ricercatori dell’Università di Stanford hanno ideato un nuovo tipo di attuatore, un dispositivo che utilizza molle e frizioni per svolgere una varietà di compiti con un consumo minimo di energia, per potenziare i motori elettrici nell’eseguire movimenti dinamici.
I motori elettrici dei robot consumano molta energia quando devono eseguire compiti complessi. I ricercatori dell’Università di Stanford, negli Stati Uniti, hanno sviluppato un nuovo attuatore che rende i motori elettrici molto più efficienti nell’eseguire movimenti dinamici. Il dispositivo utilizza molle e frizioni per svolgere una varietà di compiti con una frazione del consumo di energia di un tipico motore elettrico.
“Piuttosto che sprecare molta elettricità per restare semplicemente lì a ronzare e generare calore, il nostro attuatore utilizza queste frizioni per raggiungere i livelli molto elevati di efficienza che vediamo nei motori elettrici in processi continui, senza rinunciare alla controllabilità e ad altre caratteristiche che rendono i motori elettrici attraenti“, afferma Steve Collins, professore associato di ingegneria meccanica e autore senior dell’articolo.
L’attuatore funziona sfruttando la capacità delle molle di produrre forza senza utilizzare energia: le molle resistono all’allungamento e cercano di rimbalzare alla loro lunghezza naturale quando vengono rilasciate.
Il componente sviluppato dal team americano ha un motore potenziato con sei molle identiche, che possono essere innestate in qualsiasi combinazione. I ricercatori hanno eseguito il progetto attraverso una serie di impegnativi test di movimento che includevano accelerazioni rapide, variazioni di carico e movimenti fluidi e costanti. In ogni attività, il motore potenziato utilizzava almeno il 50% di energia in meno rispetto a un motore elettrico standard, con punte del 97%.
Attualmente, il controller dell’attuatore impiega alcuni minuti per calcolare il modo più efficiente di utilizzare la combinazione di molle per eseguire un compito completamente nuovo, ma i ricercatori prevedono di ridurre considerevolmente questo lasso di tempo. Immaginano un sistema in grado di apprendere dai compiti precedenti, mediante un database crescente di movimenti sempre più efficienti e l’uso dell’intelligenza artificiale per intuire come realizzare efficacemente qualcosa di nuovo.
Propositi
“Vorremmo apportate ancora tante piccole modifiche al controllo e al design, ma pensiamo che la tecnologia sia pronta per la traduzione commerciale – aggiunge Collins –. Saremmo entusiasti di provare a farla uscire dal laboratorio e avviare un’azienda per iniziare a produrre questi attuatori per il robot del futuro“.
