L’intelligenza artificiale ottimizza la progettazione dei robot che cambiano forma

Un nuovo strumento basato sull’intelligenza artificiale sviluppato all’Università della California, Berkeley, sta rivoluzionando il modo in cui vengono progettati i robot modulari in grado di cambiare forma. Questi “truss robots”, composti da strutture reticolari leggere e adattabili, possono trasformarsi in diverse configurazioni per affrontare compiti complessi, come l’esplorazione di ambienti difficili o le operazioni di soccorso.

L’obiettivo dei ricercatori è stato quello di ottimizzare sia la versatilità sia l’efficienza di controllo di questi robot, che finora richiedevano enormi risorse computazionali per funzionare. Il nuovo strumento sfrutta algoritmi di intelligenza artificiale per analizzare automaticamente migliaia di possibili configurazioni strutturali e cinematiche, identificando quelle che offrono il miglior equilibrio tra flessibilità, robustezza e semplicità di comando.

La tecnologia si basa su un modello che combina principi di ingegneria meccanica con apprendimento automatico, permettendo ai progettisti di “insegnare” al sistema quali obiettivi desiderano — ad esempio, la capacità di estendersi, arrampicarsi o attraversare terreni accidentati — e di ottenere in risposta la configurazione ottimale del robot. In questo modo, il processo di progettazione, che prima richiedeva settimane di simulazioni e test, può ora essere completato in poche ore.

I robot truss, noti per la loro capacità di riconfigurarsi dinamicamente, traggono ispirazione dalle strutture architettoniche reticolari: elementi rigidi collegati da giunti mobili che, combinati, formano sistemi leggeri ma estremamente resistenti. Applicando l’intelligenza artificiale, il team di Berkeley ha reso possibile una progettazione “intelligente” in cui il robot può anticipare e adattare la propria forma in base al compito da svolgere o alle condizioni ambientali.

Un esempio pratico è un robot che può allungarsi per superare un ostacolo, poi compattarsi per attraversare un passaggio stretto o sollevarsi per osservare un’area dall’alto. Questo tipo di capacità apre prospettive notevoli per missioni di ricerca spaziale, esplorazioni sottomarine, interventi in aree pericolose o operazioni di costruzione automatizzata.

Uno dei risultati più significativi del progetto è la riduzione dell’energia necessaria per controllare il robot. L’IA, infatti, non solo progetta la struttura, ma ottimizza anche il sistema di attuatori e i movimenti, minimizzando gli sforzi e migliorando la precisione. In termini pratici, ciò significa robot più autonomi, leggeri e capaci di funzionare più a lungo senza ricariche o manutenzione frequente.

Secondo i ricercatori di Berkeley, l’approccio inaugurato da questo studio segna un passo avanti verso la creazione di robot “intelligenti per natura”, nei quali il design fisico e quello computazionale sono strettamente integrati. In futuro, strumenti simili potranno essere utilizzati per generare automaticamente strutture robotiche adattive su misura per specifici compiti, eliminando gran parte del lavoro manuale di progettazione e sperimentazione.

Il team prevede di estendere il sistema ad altre classi di robot riconfigurabili, inclusi quelli morbidi o ispirati a organismi biologici, e di applicarlo alla robotica collaborativa, dove più robot si adattano reciprocamente per lavorare in gruppo.

Con questa innovazione, l’intelligenza artificiale non si limita più a “guidare” i robot, ma diventa parte integrante della loro stessa concezione, aprendo la strada a una nuova generazione di macchine versatili, efficienti e capaci di trasformarsi per affrontare le sfide del mondo reale.