BallIP, il robot in equilibrio su una palla

Masaaki Kumagai è il direttore del Robot Development Engineering Laboratory all' Università di Tohoku, in Giappone, ed ha dimostrato le sue capacità nel campo della robotica costruendo un robot su ruote. In realtà, le sue ruote sono ben lontane dal concetto classico di locomozione a cui siamo abituati: sono infatti appendici che consentono al robot di navigare su una superficie piana appoggiandosi su una sfera.
Kumagai non è nuovo a bizzarrie del genere: al suo attivo ha robot quadrupedi, bipedi, bipedi su pattini e robot striscianti. Ma il concetto alla base di questo robot non è niente che abbiate mai visto.
Un giorno, uno studente ha suggerito al dottor Kumagai di costruire un robot in grado di mantenersi in equilibrio su una palla. Inutile dire che il genio robotico del giapponese è stato stuzzicato a sufficienza da cimentarsi nell'impresa: ecco che si iniziano i lavori per realizzare BallIP, che sta per Ball Inverted Pendulum.
In realtà, l'idea di robot bilanciati su una sfera è vecchia, e risale agli anni '70. Negli ultimi 30 anni molti si sono cimentati in questo tipo di design, ed alcune università hanno anche realizzato modelli discretamente avanzati, come Ballbot, sviluppato dalla Carnegie Mellon.
Ma dietro al robot di Kumagai ci sono "trucchi" mai realizzati da alcun gruppo di ricerca: il robot può ruotare sul suo asse verticale, può essere spinto con dolcezza rimanendo stabile, e può potenzialmente trasportare pesi superiori ai 10 chilogrammi.
Il robot è in grado di muoversi grazie ad una palla di gomma, che viene gestita attraverso tre ruote omnidirezionali. In questo modo il robot non solo può stare in piedi senza muoversi, ma anche muoversi in ogni direzione, o ruotare usando come perno una delle tre ruote.
Sebbene questo approccio, in equilibrio su una sfera, sia inevitabilmente stabile, il software di cui si serve il robot è in grado di eseguire il posizionamento costante del robot per poterlo mantenere in equilibrio.
Il robot pesa circa 7 kg ed è alto mezzo metro, e sfrutta una palla da bowling ricoperta da uno strato di gomma, dal diametro di 20 centimetri e del peso di 3,6 kg. Per mantenersi in equilibrio sulla sfera, il robot sfrutta due differenti set di accelerometri e giroscopi, che inviano costantemente dati ad un microprocessore a 16 bit.
Ma che vantaggi può avere un robot del genere? Per prima cosa non necessita dell'appoggio di due o più ruote per mantenersi stabile, ma di un solo punto di contatto, creando una traccia più piccola rispetto ai suoi parenti su ruote tradizionali.
Può inoltre mantenere lo stesso orientamento pur cambiando direzione del movimento, senza la necessità di altri motori per far ruotare la strumentazione montata sul robot.
Nel video che vedete qui sotto, le abilità da equilibrista di BallIP vengono mostrate in un test che ha visto porre un carico di 10 kg sul robot, per verificare la sua capacità di adattamento a continui cambiamenti di equilibrio e la sua capacità di carico.questo articolo