Abstract

Animali come topi, scarafaggi e ragni hanno la straordinaria capacità di muoversi attraverso terreni naturali complessi e ingombranti, e sono stati fonte d'ispirazione per lo sviluppo di sistemi robotici a zampe adattabili. Ipotizziamo che questi animali varino la loro geometria corporea e la meccanica per superare i compromessi tra adattabilità e agilità che limitano le prestazioni dei robot morbidi tradizionali. Ispirandoci alle strategie di locomozione di scarafaggi e ragni, presentiamo i nostri risultati utilizzando il CLARI (Compliant Legged Autonomous Robotic Insect), un robot quadrupede a scala di insetto, basato su origami, capace di modificare passivamente la propria forma e di trasformarsi attivamente, dimostrando comportamenti innovativi come la locomozione omnidirezionale in spazi confinati.

Mentre la conformità distribuita di questi robot morbidi consente loro di adattarsi per esplorare ambienti complessi, il design dell’andatura, il controllo e la pianificazione del movimento permettono una locomozione agile. Tuttavia, ciò è spesso difficile a causa del gran numero di gradi di libertà non attuati o parzialmente attuati. Per affrontare questo problema, presentiamo un framework geometrico di pianificazione del movimento per sistemi articolati autonomi a catena cinematica chiusa, che è computazionalmente efficiente e promettente per la generazione di andature in tempo reale e direttamente a bordo del robot. Infine, combinando esperimenti e modellazione, mostreremo l’inizio di un framework che ci consente di quantificare i compromessi associati ai cambiamenti di forma, in particolare rispetto all’agilità e all’adattabilità.
 

Biografia

Il Dr. Kaushik Jayaram è attualmente Professore Assistente in Robotica presso il Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering all’Università del Colorado Boulder. In precedenza, è stato ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Microrobotica del Prof. Rob Wood presso l’Università di Harvard. Ha conseguito il dottorato in Biologia Integrativa nel 2015 presso l’Università della California, Berkeley, sotto la guida del Prof. Bob Full, e la laurea in Ingegneria Meccanica presso l’Indian Institute of Technology di Bombay nel 2009, con esperienze di ricerca interdisciplinari presso l’Università di Bielefeld, in Germania, e l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne in Svizzera.

La ricerca del Dr. Jayaram unisce biologia e robotica per scoprire i principi di robustezza che rendono gli animali efficaci nella locomozione in ambienti naturali, e per ispirare il design della prossima generazione di robot innovativi per un uso efficiente nel mondo reale. Il suo lavoro è stato pubblicato in numerose riviste prestigiose, ha ricevuto grande attenzione mediatica e il supporto di varie agenzie di finanziamento (NSF, AFRL, ARO, DARPA) e partner industriali (Meta, Rolls-Royce). Ha ricevuto diversi premi per l’inizio della carriera, incluso il prestigioso NSF CAREER Award. È membro del comitato editoriale della rivista Soft Robotics e membro attivo di IEEE e SICB.

Oltre alla ricerca accademica, il gruppo del Dr. Jayaram è attivamente coinvolto in numerose attività di divulgazione volte a promuovere la diversità, l’equità e l’inclusione nelle discipline STEM. Attualmente guida il gruppo K12 Outreach del dipartimento di ingegneria meccanica e il gruppo Outreach and Inclusion in ambito robotico presso CU Boulder.
 

Iscrizioni e informazioni

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Il seguente video fornisce un approfondimento sui lavori del Prof. Jayaram e del suo team: https://www.youtube.com/watch?v=KbMi6ezXf-Y