Robonaut 2: il primo robot umanoide nello spazio

Con il lancio dello shuttle Discovery, lo scorso 25 febbraio 2011, si è aperta - almeno simbolicamente - una nuova era per la robotica. Nella stiva dello shuttle oltre al modulo Leonardo dell'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), destinato alla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) c'era anche Robonaut 2 della NASA, il primo robot umanoide che sarà in orbita nello spazio.
Robonaut diventerà un residente permanente della stazione spaziale, gli astronauti assembleranno il robot e lo impiegheranno nel ruolo di aiutante robotico per svolgere vari compiti operativi tra cui "passeggiate spaziali". L'obiettivo principale è quello di scoprire come questo tipo di robot si comporta nello spazio - e anche dare ai membri dell'equipaggio un secondo paio di utili mani. La NASA spera che questa esperienza gli consenta di aggiornare i robot nel futuro, così da essere in grado di supportare gli astronauti in attività più complesse, incluse riparazioni e missioni scientifiche al di fuori della ISS.
Il robot può svolgere compiti autonomamente o sotto controllo remoto, gli astronauti sulla stazione azioneranno il robot utilizzando un computer portatile, anche se può essere controllato direttamente dalla Terra tramite un "joystick" con pochi secondi di ritardo.
L'invio di Robonaut nello spazio è una grande impresa per la NASA, ma solleva la domanda: è questo un altro passo nell'uso di robot per sostituire l'uomo nell'esplorazione dello spazio? A mio parere un robot teleguidato e semi-autonomo è molto sensato. I robot esploratori hanno già dimostrato che le missioni senza equipaggio offrono ricompense formidabili, con minori costi e rischi rispetto a quelle con equipaggio. Naturalmente va ricordato che i robot non sono un rimpiazzo completo degli esseri umani nello spazio, bensì compagni che possono svolgere ruoli chiave di supporto.
Le funzionalità manipolative dei robot non sono ancora al livello umano ma stanno conquistando terreno in fretta. Una delle caratteristiche chiave di Robonaut 2 è la sua abilità, braccia e mani simili all'uomo. Ogni braccio è lungo circa 80 cm e può pesare 9 kg con la gravità terrestre. Ogni mano ha 12 gradi di libertà: 4 gradi di libertà nel pollice, 3 gradi di libertà in entrambe le dita indice e medio, e 1 grado nelle altre dita. Le dita sono articolate e guidate da tendini artificiali, proprio come le mani umane, e Robonaut è in grado di utilizzare gli stessi strumenti che gli astronauti umani usano.
La NASA ha sviluppato il robot in un progetto congiunto con General Motors. L'obiettivo era costruire un assistente robotico in grado di lavorare fianco a fianco con gli esseri umani, siano essi astronauti nello spazio o lavoratori degli impianti di produzione di GM sulla Terra.
Le mani di Robonaut sono un po' diverse dalle mani degli altri robot umanoidi: esse potranno interagire con oggetti o elementi imprevisti leggermente fuori posizione. I robot industriali, al contrario, interagiscono con gli oggetti conosciuti in spazi ben definiti. Le mani di Robonaut mimano le mani umane nella loro capacità di adattarsi a variazioni.
Ma il robot non è solo braccia e mani, naturalmente. Robonaut pesa 150 kg e se ve lo state chiedendo, non ha le gambe - rimarrà fermo su un piedistallo all'interno della ISS, anche se i ricercatori della NASA stanno sperimentando gambe robotiche e ruote. Costruito principalmente in alluminio con parti in acciaio, porta su di sè più di 350 sensori e un totale di 42 gradi di libertà.
Dietro la visiera del suo casco ci sono quattro telecamere: due prevedono la visione stereoscopica per i robot e gli operatori a distanza, e due lavorano come macchine fotografiche ausiliari. Una quinta telecamera infrarossi è ospitata nella zona della bocca per la percezione della profondità. Poichè la testa è piena di telecamere, il computer di sistema del robot - 38 processori PowerPC - sono alloggiati all'interno del tronco, o come la NASA la mette, Robonaut 2 "pensa con la sua pancia, letteralmente".
In una seconda fase del progetto, in una data incerta, la NASA fabbricherà per il robot un'unità mobile, un sistema similare a gambe dandogli così la possibilità di muoversi all'interno della ISS. La terza fase sarà caratterizzata da un robot umanoide che eseguirà le missioni al di fuori della stazione spaziale. Robonaut è anche una parte del Progetto M, che vuole mandare un robot umanoide sulla luna in 1.000 giorni - battendo l'obiettivo che si è proposto il Giappone per il 2015.
Con Robonaut è forse iniziata una nuova era per l'esplorazione robotica dello spazio?
Immagine in alto: Robonaut 2 stringe le mani a un astronauta, da NASA