Qual è la differenza tra lo spazio profondo e il mare profondo? Per un robot, la risposta è: non molto. Entrambi gli ambienti sono difficili e impegnativi e, soprattutto, entrambi sono molto lontani dall’operatore della macchina. Ecco perché un team di robotici del Johnson Space Center della NASA a Houston ha deciso di applicare la propria esperienza alla progettazione di un robot sommergibile che cambia forma che ridurrà i costi per le industrie marittime:
“Ciò che la NASA ci ha insegnato è mettere insieme una solida autonomia del software con una morfologia hardware capace e distribuirla in un ambiente remoto”, ha affermato Nic Radford, fondatore, presidente, presidente e CEO di Nauticus Robotics Inc. con sede a Houston durante i suoi 14 anni presso Johnson, Radford è stato, tra gli altri ruoli, vice project manager e ingegnere capo per il robot umanoide Robonaut 2. Ora più di 20 ingegneri che hanno lavorato a quel progetto e altri robot della NASA si sono uniti al team di 80 persone che ha messo insieme al Nauticus. Indipendentemente dal fatto che un robot stia lavorando nello spazio o sul fondo del mare, l’operatore è lontano, con una comunicazione e una conoscenza limitate dell’ambiente circostante il robot, ha affermato Radford. “Anche se lo stai mettendo sulla stazione spaziale e controllandolo da terra, non c’è una rete dati ad alta velocità. Parlare con la stazione spaziale è più simile a usare la connessione telefonica”. Quindi il robot deve percepire e comprendere il suo ambiente, superando ostacoli e manipolando oggetti con il minimo intervento dell’operatore:
Per Robonaut 2, ciò significava che gli ingegneri Johnson dovevano sviluppare non solo hardware avanzato come mani alimentate da tendini, articolazioni elastiche e celle di carico miniaturizzate, ma anche sistemi di visione, sensori di forza e sensori a infrarossi per raccogliere informazioni, oltre al riconoscimento delle immagini software, algoritmi di controllo e controller congiunti ad altissima velocità per elaborare e agire su tali dati. Costruito nell’ambito di una partnership tra la NASA e la General Motors (GM), Robonaut 2 si è dimostrato assistente astronauta a bordo della Stazione Spaziale Internazionale. Ma è stato anche un banco di prova per tutti questi sistemi robotici avanzati. La NASA vuole sviluppare robot per svolgere lavori pericolosi nello spazio, eseguire “missioni precursori” che preparano all’arrivo degli astronauti umani e mantenere strutture come la prevista stazione lunare Gateway quando gli astronauti non sono in giro. GM, nel frattempo, voleva esplorare la robotica che potesse aiutare gli operai. Il progetto ha prodotto circa 50 brevetti, molti dei quali sono già stati commercializzati come guanti robotici che GM e altri stanno utilizzando sul posto di lavoro:
A differenza di un robot nello spazio, i robot di acque profonde possono essere collegati agli operatori con un cavo per consentire il trasferimento di dati ad alta velocità e un controllo ravvicinato. Ma Radford ha detto che questo ha il prezzo del personale e della gestione di un’enorme nave di supporto in superficie, per un importo di circa 100.000 dollari e 70 tonnellate di emissioni di gas serra al giorno. Nauticus sta eliminando quel cavo consentendo ai suoi robot di lavorare con una supervisione minima da un centro di controllo su una costa lontana. Arancio brillante, completamente elettrico e delle dimensioni di un’auto sportiva, Aquanaut, il robot caratteristico dell’azienda, assomiglia a un siluro a elica mentre si dirige verso la sua destinazione. A quel punto, il suo guscio si apre e il naso si ribalta verso l’alto per rivelare una suite di fotocamere e altri sensori, ora rivolti in avanti. Due braccia oscillano e terminano con mani ad artiglio che possono essere dotate di diversi strumenti.
Per testare il robot nel 2019, il team è tornato da Johnson e ha utilizzato la gigantesca piscina di addestramento per astronauti nel Neutral Buoyancy Lab del centro, dove il robot ha potuto provare i suoi sistemi sotto gli occhi di operatori e telecamere.
Un fatto fluttuante
Aquanaut è progettato per la versatilità e Radford ha notato che ci sono molti lavori diversi per un robot sottomarino. La produzione offshore di petrolio e gas è un obiettivo ovvio perché richiede un’enorme quantità di attrezzature subacquee che necessitano di ispezione e manutenzione. Ma l’industria oceanica in più rapida crescita è l’energia eolica. Circa 25.000 turbine offshore sono previste per il funzionamento entro il 2030, ha affermato Radford, e tutte richiederanno assistenza e ispezione. Con il forte calo delle popolazioni di pesci selvatici, l’acquacoltura – l’allevamento di pesci, gamberetti e altri frutti di mare – sta crescendo rapidamente e le reti e le gabbie in quegli allevamenti sottomarini necessitano di pulizia e ispezione regolari, ha affermato Radford. Altri potenziali lavori includono la gestione dei porti, la manutenzione dei cavi di telecomunicazione sottomarini, l’estrazione offshore di materiali rari e le applicazioni di difesa. Radford ha stimato l’economia marittima totale a circa $ 2,5 trilioni. All’inizio del 2022, Nauticus aveva prodotto due Aquanauts e prevedeva di costruirne altri 20 nei tre anni successivi. L’azienda li utilizzerà principalmente per fornire servizi a prezzi accessibili, piuttosto che venderli. Per le operazioni che richiedono un supporto in superficie, Nauticus sta costruendo una barca chiamata Hydronaut che può essere azionata a distanza o navigare da sola:
Applicando soluzioni spaziali ai problemi marittimi, Radford intende rendere il nome Nauticus sinonimo di robotica oceanica, ha affermato. “Lo spazio è fantastico perché sembra esistenziale, è fuori di testa e le persone vogliono esplorarlo. Ma ci sono anche molte sfide reali proprio qui sotto l’oceano e potremmo sostenere di fare di più innovando nell'”economia blu'”. La NASA ha una lunga storia nel trasferimento di tecnologia al settore privato . La pubblicazione Spinoff dell’agenzia descrive le tecnologie della NASA che si sono trasformate in prodotti e servizi commerciali, dimostrando i vantaggi più ampi dell’investimento americano nel suo programma spaziale. Spinoff è una pubblicazione del programma di trasferimento tecnologico della Space Technology Mission Directorate (STMD) della NASA. Link video:
Per ulteriori informazioni su come la NASA porta la tecnologia spaziale sulla Terra, visitare:
Fonte: https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/spinoff/NASA_Space_Robotics_Dive_into_Deep_Sea_Work
