ingegneria

Il volo dei robot ispirati alla natura

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Ipotesi di storia alternativa: nell’Italia rinascimentale sarebbe vissuto un uomo, il cui nome era Odoardo da Vulci. Si trattava di un pittore, uno scultore e un inventore, il cui merito principale fu la cosiddetta “originalità”. Odoardo era solito tenere dei diari, riccamente illustrati grazie alla sua penna ricavata da una costola di balena, in cui annotava ogni cosa che vedesse e fosse in grado di colpire la sua fantasia. Oggi, questi codici sono estremamente ricercati dai magnati dell’industria e della cultura digitale, che amano acquistarli a caro prezzo per dimostrare al mondo un senso generale di filantropia. Uccelli artificiali con le ali dalla forma ad otto, tartarughe/carro armato convesse, cavalli robotici a sette o nove zampe… Tutto questo, nei codici odoardeschi si accompagnava alle elucubrazioni di un così formidabile e altrettanto insolito cervello, scritte normalmente da destra verso sinistra e dal basso verso l’alto. Ma a parte la bellezza delle illustrazioni e del linguaggio impiegato, sarebbe difficile sperare di trovare in tale opera una funzionalità effettiva. Perché nel tentativo di discostarsi dalla natura, il Vulci aveva fatto una precisa scelta. E questa scelta era sbagliata.
Nell’attuale panorama della tecnica robotica applicata, in un mondo in cui l’inverso è diventato il dritto, e la coda si confonde con la testa, il senso dell’utilità si è infine trasformato nel nesso della vita stessa. Chi potrebbe mai produrre un apparato inutile? Chi costruirebbe cose senza senso? Tutto risponde a delle regole precise, la cui Alfa e Omega, in ultima analisi, rimane quella: funzione, funzionalità, funzionerà, se davvero lui lo vuole, l’ingegnere un po’ demiurgo che ha trovato l’Ordine sul tavolo della creatività. E non credo che ci siano dubbi di alcun tipo, sul fatto che il sistema che ogni cosa permea, questo fluido che riceve il nome di Natura, sia una macchina perfettamente oliata che conduce tutti i componenti verso la corretta direzione. Dal che nasce la bionica, quel campo della tecnica che ha lo scopo dichiarato di imitare con le macchine, tutto quello che ha trovato forma sulla strada dell’evoluzione. Un termine coniato, questo, dal medico e colonnello dell’esercito statunitense Jack E. Steele nel 1958, cementato poi da una doppia serie di telefilm, ma che forse trova l’espressione massima soltanto in seguito, tramite il lavoro della compagnia tedesca di robotizzazione per le aziende Festo, con sede nella cittadina di Esslingen sul [fiume] Neckar. Nella quale c’è un intero dipartimento, definito Bionic Learning Network, il cui scopo dichiarato è “migliorare l’automazione” traendo spunto dagli esseri viventi che percorrono il nostro pianeta. Una punta di diamante, questa, dell’innovazione in quanto tale, ma anche uno di quei dipartimenti essenziali nella nuova concezione delle aziende, in cui sparisce la burocrazia e la rigida separazione dei reparti, mentre un piccolo team, o persino un individuo pluri-diplomato può letteralmente decidere di sporcarsi le mani, passando direttamente dal tavolo da disegno alle macchine di prototipazione, la stampante tridimensionale o perché no, la falegnameria. Proprio come nel Rinascimento. Per creare…
È una grande sala conferenze vuota questa, come un cinema, in cui il pilota Markus Schäffer fa spiccare il volo ad una breve carrellata di bizzarre meraviglie, ciascuna trasposizione concettuale di un diverso animale. In primo luogo una farfalla eMotion, della serie di robot ultraleggeri in grado di comunicare tra loro evitandosi e mettendo in atto le figure del volo combinato. Seguìte da un’incredibile medusa fluttuante a base d’elio, che si orienta nell’aria grazie ad una serie di tentacoli, mossi da piccoli e leggerissimi motori. E per finire, il pinguino… Oh, il suo aspetto onirico e surreale al tempo stesso! Quanto è preciso, nel suo irreale movimento!

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L’invenzione tardiva delle sospensioni navali

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“Non è fantastico?” Disse John F. Derrick, architetto di fama presso la Big Apple di New York, NY: “Poter attraversare il capo di Buona Speranza con tanta comodità, persino durante una piccola tempesta?” Ivan Gubanov ci mise qualche secondo a rispondere, mentre allineava attentamente l’occhio sinistro con la biglia bianca, ponendosi in asse rispetto alla buca. “Piccola, tu dici? A me questa non pare piccola.” Enuncio infine, con il suo marcato accento, udibile in modo particolare nelle sillabe con vocali forti. Con un sospiro, tirò indietro la stecca, quindi tirò. “Se tu guardi bicchiere di Vodka sopra tavolo, vedrai l’effetto che tutto questo ha sulla stabilità di grossa nave.” Quasi a sottolineare le sue parole, in quel momento una posata cadde giù dal tavolo del buffet. La palla rossa a cui aveva mirato, sfortunatamente, mancò la sponda nel punto prefissato, rotolando a qualche centimetro di distanza da essa, mentre il sistema idraulico sotto al tavolo, sbuffando rumorosamente, lo manteneva perfettamente orizzontale. Adesso toccava all’americano: “Si ok c’è qualche vibrazione, ma io non credo che il capitano sia in alcun modo preoccupato. Dopo tutto, qual’è la cosa peggiore che possa succedere? Un naufragio, ah ah!” Ivan aggrottò le sopracciglia, quindi si rassegnò a lasciar correre, mentre aspettava che il destino della partita facesse il suo corso. I quadri alle pareti della Riva Spaziosa, bastimento da 300 metri e 92.000 tonnellate, sembravano altrettanti metronomi animati da una loro forza interiore. John allineò il colpo con attenta considerazione strategica. John calibrò attentamente la potenza e quindi John lasciò liberi i mastini della guerra verso un obiettivo non proprio facile da trovare. Ivan, dall’occhio maggiormente allenato, era certo che a quel punto sarebbe stato in perfetta posizione per  vincere la partita. Non una singola volta, il suo rivale aveva centrato esecuzioni tecniche di una simile difficoltà. Ma proprio mentre la stecca stava per raggiungere la palla bianca, successe qualcosa d’imprevisto ed inaspettato: le tende alla finestra si scostarono visibilmente, a mostrare un’onda più alta delle altre che stava impattando proprio in quel momento a babordo del possente natante. Entrambi i giocatori fecero un mezzo passo avanti per mantenersi in equilibrio, proprio mentre l’americano tirava. La traiettoria deviata dal caso, tuttavia, si dimostrò più corretta del previsto, mentre la sfera rossa raggiungeva la buca d’angolo e senza un suono, scompariva alla vista dei potenziali spettatori. “Lo vedi John, questo è quello che io chiamo fortuna. O se tu crede, questo punto l’ha fatto onda di grande mare. Io NO capisco perché sistema di stabilizzazione tavolo biliardo non può essere usato su tutta dannato nave.” Strizzando lievemente gli occhi, l’architetto si preparò al prossimo turno, ma la sua mente era già altrove. Stava pensando intensamente a qualcosa che aveva letto su Internet un giorno, e al fatto che nel giro di qualche settimana, si sarebbe ritrovato in Australia.
C’è un altro capo famoso che compare immancabilmente sul tragitto di tutte le crociere dirette verso l’Oriente, attraverso il continente di Oceania e tutta l’area del Pacifico meridionale. Senz’altro meno famoso, e agitato, il Cape Naturaliste non avrà forse dinanzi una città come la capitale del Sudafrica, ma vanta non di meno una ridente comunità di appena 5.000 abitanti, nota con il nome preso in prestito dall’Inghilterra di Dunsborough. Non siamo poi così lontani da Perth e benché qui manchi, naturalmente, la sua industria pesante, non c’è alcuna carenza di fervide menti che hanno studiato presso la sua celebrata Università. Così nuove compagnie spuntano spesso all’ordine del giorno, in modo particolare nell’ambito scientifico e il campo della tecnologia. Realtà operative come la Nauti-Craft di Chris Heyring, ex-professore di modellazione tridimensionale che ha deciso, nel 1982, di abbandonare il suo posto di lavoro sicuro per fondare una compagnia assieme alla moglie, intraprendendo la difficile strada dell’inventore. Nel giro di 8 anni accumula una quantità significativa di premi e riconoscimenti per le sue innovative tensostrutture, che trovano applicazione in diverse zone dell’Australia. Finché nel 1990, arriva la svolta: Chris forma la Kinetic Pty Ltd, brevettando un innovativo tipo di sospensioni, che lui chiama alquanto appropriatamente Kinetic Dynamic Suspension System O KDSS. Usato in diversi modelli da strada giapponesi della Toyota e della Lexus, nonché nelle loro auto da corsa, il meccanismo si rivela effettivamente assai utile e concede al suo creatore una solida base economica, su cui porsi in modo pratico la domanda che in realtà, forse, aveva da sempre custodito in se: sarebbe mai possibile, volendo, ammortizzare una nave?

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Transporters 2018: rivincita sugli Amazonbot

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Quando si pensa al futuro dei trasporti umani, è inevitabile. Di questi tempi il ragionamento conduce con inesorabile rapidità sempre allo stesso punto: la automobili a guida automatica, condotte a destinazione da un ensemble di GPS, radar, lidar, telecamere e processi di elaborazione logica basata sul principio dei processi neurali. Guidare è questa attività noiosa, lunga e potenzialmente dannosa, con cui la maggior parte di noi non vorrebbe mai aver nulla che fare. Soprattutto i pendolari. Ma la strada verso il conseguimento omnicomprensivo di una tale finalità è notevolmente in salita, non soltanto per il comprensibile scetticismo e la diffidenza di molti. Il problema principale è che il mondo esterno, con la sua infinita quantità di variabili, potrà pur sempre presentare un problema che l’intelligenza artificiale non riuscirà a risolvere. Ed allora, purtroppo, qualcuno perderà la vita. Ucciso accidentalmente dal proprio robot. Perciò sapete dove, invece, simili problemi non gravano col loro peso sulla coscienza dei progettisti? Dove tutto è sotto controllo, chiaro e definito, e nessun tipo di nuovo disastro può palesarsi sulla strada cronometrica delle giornate. Ma soltanto imprevisti, piccoli o grandi, all’interno di un ambiente che è la riduzione del cosiddetto “mondo esterno”. In altri termini, presso il traguardo al termine del viaggio stesso, che poi sarebbe il luogo di lavoro. Ne abbiamo visti molti, negli anni: robot che assemblano, robot che tessono, applicano vernici, spostano, selezionano, definiscono categorie. E poi quel tipo particolarmente affascinante di strumento meccanizzato autonomo, il picker artificiale per i magazzini che effettuano spedizioni online. Una lunga perifrasi, fino ad oggi, per riferirsi effettivamente a una singola e specifica cosa: il Kiva Systems di Amazon.com.
Questo perché la colossale azienda di Jeff Bezos, con un geniale colpo di mano del 2012, acquistò integralmente l’intera azienda produttrice di simili dispositivi, assicurandosi così l’esclusiva e arrestando letteralmente, per ben 7 anni, il progresso mondiale in questo specifico ambito tecnologico. Cosa c’è di meglio che monopolizzare quasi letteralmente un settore in crescita vertiginosa, quello delle vendite online, e nel contempo mantenere soltanto per se il segreto che permette, tra gli altri, di operare con una tale efficienza cronometrica e l’eliminazione parziale degli stipendi e le lamentele prodotte dai “soliti fastidiosi umani”. A un livello puramente superficiale, un Kiva è un dispositivo notevolmente simile a un aspirapolvere Roomba, o a uno di quei inarrestabili combattenti radiocomandati che vedevamo all’opera nel programma Robot Wars, dotato di ruote girevoli a 360 gradi e un sistema di sollevamento a vite infinita, che gli permette di far sollevare da terra letteralmente un apposito scaffale facente parte del sistema, definito in gergo amazoniano “The Pod”. Sopra la scocca dell’apparecchio c’è una telecamera, usata per scansionare e confermare i codici a barre posizionati sotto i diversi Pod, e sotto c’è n’è un’altra, che ne legge degli altri sul pavimento, utili a comprendere in qualsiasi momento la posizione in cui si trova nel magazzino. E a quel punto, avete presente le formiche? Poiché tutti i robot di una simile installazione possono vantare la partecipazione wireless allo stesso cervello centrale, essi lavorano in perfetta sincronicità, evitandosi l’un l’altro senza aver mai bisogno di rallentare. Fatta eccezione per il caso, tutt’altro che raro, in cui un nuovo dipendente posizioni erroneamente uno o più oggetti in vendita, lasciandoli sporgenti al di fuori dello scaffale e causandone l’impatto, talvolta a media velocità, contro un Kiva-cum-Pod che si stava dirigendo nella direzione diametralmente opposta. Ed è questa la principale ragione per cui alcune merci del sito, negli Stati Uniti, vengono vendute con uno sconto percentuale e la dicitura “scatola danneggiata”. Un altro potenziale problema, ancor più grave, è quello relativo ad oggetti piccoli e piatti che possono finire sotto il robot, bloccandosi in posizione tale da ostruire la telecamera. A quel punto esso, non conoscendo più la sua posizione, può causare più di qualche piccolo problema all’interno del meccanismo, finché un addetto umano non si accorge dell’anomalia e scende nell’arena per risolvere manualmente il problema. Il che si verifica attraverso un sistema alla Westworld (il telefilm) per cui tutti gli automi vengono arrestati all’interno di un’area definita, quello non conforme riceve la sua revisione e poi tutto continua esattamente come prima, senza alcuna soluzione di continuità.
Un sistema notevole dunque, ma non perfetto in quanto richiede ancora il regolare intervento delle mani umane. Soprattutto nell’effettivo prelievo degli oggetti al punto di smistamento, e il loro inserimento nelle scatole per la spedizione. Perché è questo il fondamentale problema, nella creazione di uno stato dei fatti di monopolio: si rallenta o arresta integralmente il progresso umano. Ma basta un rapido sguardo online per capire che proprio oggi, a conclusione di un lungo progresso di ricerca e sviluppo da parte di numerose aziende, le cose stanno finalmente per cambiare…

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L’ultima speranza di un camionista che ha perso i freni

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Giu, giu nel corno geografico che si chiama Messico, guidando all’indirizzo della città Puebla de Zaragoza, alla ricerca di un cambio di registro e di tono. A bordo di una 4×4 a noleggio, un viaggio lungo l’ampia autostrada che si estende dalla città nordica di Veracruz, fra boschi radi e brulle colline dai fili d’erba sparuti. Nel quale, ad un punto saliente del pomeriggio, vi trovate dinnanzi a un gigante da 16 ruote. È un grosso camion recante il logo di una compagnia di trasporto; voi non potete ancora saperlo, ma a bordo c’è un carico di rotoli di carta per la stampa dei giornali, dal peso approssimativo di quasi 120 tonnellate, il limite massimo di questo paese. Pensando che è già venuta l’ora di sorpassare, vi allargate a sinistra, quando all’avvicinarsi di una lieve curva, inspiegabilmente, il guidatore dell’autocarro si allarga fin quasi al guard-rail, con l’apparente obiettivo di non caricare eccessivamente le sospensioni. “Ma è pazzo?!” Suonate il clacson. Nessuna apparente reazione. Il mostro stradale, come un toro imbufalito, continua a misurare la strada. Con l’arrivo di una discesa, quindi, accelera, fino al ritmo imprudente di oltre 130 Km/h, mentre del fumo bianco inizia a fuoriuscire dai passaruota. Iniziate ad avere un vago sospetto, confermato dal progressivo avvicinarsi di una sirena, che poi si rivela essere quella della polizia. “Quel camion…Non può…Frenare.”
Ora se fossimo in Italia, non ci sarebbe molto da fare, se non tenere ben saldo il volante e sperare per il meglio. Proprio la nostra penisola in effetti, sfortunatamente, rientra in un di quei paesi in cui per questa eventualità tutt’altro che rara non esiste alcun piano di contingenza. Può succedere. Perché i mezzi stradali più pesanti, piuttosto che i freni meccanici presenti sulle nostre comune automobili, sono dotati di uno o due serbatoi pneumatici, la cui aria compressa è impiegata per mantenere il mezzo in grado di rallentare normalmente; il che significa, sostanzialmente, che un eventuale guasto comporta l’immediato arresto del veicolo, poiché la condizione “neutrale” delle pasticche è a contatto con gli pneumatici, da cui esse possono distaccarsi solamente se la pressione del circuito risulta essere sufficiente. Immaginate ora che cosa succede se un tale meccanismo si attiva e nonostante le premesse, non basta a fermare la folle corsa, perché il camion è troppo pesante, o andava troppo veloce. Immediatamente i freni si surriscaldano, cambiando forma e diventando quindi meno efficaci. Sottoposti all’attrito eccessivo, essi si consumano quasi immediatamente, mentre continua imperterrito quel viaggio di perdizione. L’unica manovra che resta al guidatore, purché mantenga il suo sangue freddo, è cercare un punto in cui esaurire l’inerzia, possibilmente, senza fare una strage. Ma un veicolo come questo, a pieno carico e lanciato a regime, a motore spento può proseguire per miglia a miglia; ammesso e non concesso che non incontri una discesa. Nel qual caso, potrebbe trovarsi persino ad accelerare. Ed è qui che entra in gioco la previdenza di chi aveva architettato, in precedenza, la strada. Il sistema della rampa di fuga ed arresto (in inglese runaway ramp) è in realtà molto diffuso nel mondo: esiste negli Stati Uniti, in Australia, in Francia, Germania, Austria, Spagna, Svizzera, Cina. E per la fortuna di questo signore, trova posto anche su alcune delle principali autostrade messicane. E sarebbe bello poter dire: “Ah, si. La conosco.” Quando la realtà è che all’interno dei confini della nostra nazione europea, una simile presenza risulta del tutto ignota. Si tratta di una corta via parallela, costruita in genere al termine di significativi dislivelli ed adeguatamente segnalata, in cui il camionista senza controllo può dirigersi, confidando che il suo mezzo si fermerà. Questo grazie ad una serie o combinazione di artifici, che possono includere una pendenza in salita, la presenza di ghiaia, sabbia o in casi estremi, un sistema di particolari reti messe di traverso, che pur danneggiando il veicolo gli impediranno di cadere giù da un letale dirupo. L’alternativa è quasi sempre peggiore: nel caso del camion messicano, il dramma si è svolto lo scorso 26 maggio, all’orario di punta delle ore 19:00. L’eventualità di un incidente di simili proporzioni avrebbe quindi portato, irrimediabilmente, ad una pluralità di vittime tra gli impiegati di ritorno dal lavoro.

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