Kengoro è un umanoide dell’Università di Tokyo con scheletro flessibile ed una sistema di raffreddamento traspirante per migliorare le funzioni motorie.
I muscoli sono gli organi che permettono agli esseri umani ed agli animali di compiere movimenti volontari ed involontari a seconda che siano controllati dai nervi di relazione o collegati al sistema nervoso vegetativo. I meccanismi che regolano questa interdipendenza non sono ancora completamente noti ed il laboratorio JSK dell’Università di Tokyo ha costruito due robot per comprendere meglio le dinamiche della nostra anatomia.
Gli scienziati guidati da Yuki Asano hanno creato Kenshiro e Kengoro per riprodurre il complicato intreccio dello scheletro umano con giunti biomimetici per snodi e torsioni con un design basato sulle caratteristiche antropomorfiche e non sulle necessità dell’ingegnerizzazione.
La fedeltà nell’aspetto è stata misurata anche attraverso i cosiddetti DOF (Degrees of Freedom) per comparare il numero delle articolazioni replicate con connessioni che possono essere semplici o multiple. Gli studiosi si sono confrontati con la complessità delle combinazioni di collegamenti che spesso si muovono su più assi con rotazioni e scivolamenti di diverse parti, come avviene ad esempio per il ginocchio.
Kenshiro è nato nel 2012, è alto 158 cm per un peso di 55 kg ed ha una struttura muscolo-scheletrico mossa da 103 motori. La colonna vertebrale ha curvatura a S, mentre la gabbia toracica è stata ricavata con fusione a cera persa.
Kengoro è stato sviluppato nel 2006 per imitare con maggiore precisione l’apparato umano. Il robot è alto 167 cm per 56 kg di peso ed ha 106 motori che comandano anche la flessibilità dei muscoli unitamente a dei sensori termici. L’ultimo importante aggiornamento è stato pubblicato, il 20 dicembre 2017, su ScienceRobotics con le specifiche tecniche.
Molti umanoidi hanno dei limiti derivanti dal surriscaldamento. Il problema è risolto normalmente con l’inserimento di ventole o circuiti di raffreddamento che aumentano gli ingombri ed il peso degli automi. I ricercatori di Tokyo hanno avuto l’intuizione d’incorporare il meccanismo della traspirazione che negli uomini aiuta a contenere l’innalzamento della temperatura.
La circolazione dell’acqua all’interno del sistema è stata ottenuta sfruttando una stampante 3D per controllare la densità del metallo grazie al laser. La struttura portante di Kengoro è in alluminio con micro-fori che lo rendono simile ad una spugna in determinate zone. In pratica l’acqua viaggia lungo i congegni ed è spinta da pompe nel livello poroso da dove evapora facendo sudare Kengoro.
Il metodo è stato testato ed è risultato più efficiente del tradizionale raffreddamento ad aria consentendo di allungare i tempi di sforzo del robot. Kengoro fa oltre 11 minuti di flessioni senza bruciare i motori ed una sola tazza di acqua deionizzata garantisce mezza giornata di attività.
Su ScienceRobotics trovate maggiori dettagli, mentre su YouTube si vede Kengoro far ginnastica con un piglio alla Schwarzenegger.
RIPRODUZIONE RISERVATA – ©2018 SHOWTECHIES
Foto di: JSK LABORATORY UNIVERSITY OF TOKYO – ASANO, OKADA, INABA SCIENCE ROBOTICS
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