Sulla spiaggia cammina lentamente, l’andatura un po’ rigida, con un grosso blocco bianco legato alla schiena e tubi che gli corrono lungo le quattro zampe. Si ferma, appoggia delicatamente una zampa accanto a un mozzicone di sigaretta, succhia e poi se ne va. La scena ha qualcosa di irreale, ma è molto reale: questo cane robot lavora sulle spiagge di Genova, in Italia, e raccoglie la spazzatura che gli umani lasciano dietro di sé.
Il suo nome è VEROche sta per “Robot dotato di aspirapolvere”, letteralmente “robot dotato di aspirapolvere”. È stato sviluppato dall’unità Dynamic Legged Systems dellaIstituto Italiano di Tecnologia (IIT), nel laboratorio del ricercatore Claudio Semini. Le sue specifiche possono essere riassunte in una frase: raccogliere mozziconi di sigaretta dove nessuna macchina su ruote può mettere pneumatici.
Un aspirapolvere sul retro, una bocchetta all’estremità di ciascuna gamba
Tecnicamente VERO non è partito da zero. Si basa sull’a AlienGoun quadrupede commercializzato dal produttore cinese Unitree, una tipologia di robot che ricorda immediatamente il famoso Spot della Boston Dynamics. I ricercatori hanno poi aggiunto un aspirapolvere commerciale sul dorso, collegato tramite tubi flessibili alle sue quattro gambe. All’estremità di ciascun piede, un ugello stampato in 3D posiziona l’aspirazione il più vicino possibile al suolo, senza ostacolare la camminata del robot o farlo inciampare.
Il risultato è sorprendentemente semplice in linea di principio: invece di fermarsi e allungare un braccio per afferrare un pezzo di spazzatura, VERO semplicemente posiziona una zampa proprio accanto ad esso e lo risucchia mentre passa. Sono le sue gambe che fanno tutto, camminare e raccogliere.
È proprio qui che sta la vera impresa, e gli autori dello studio non lo nascondono.
A nostra conoscenza, questa è la prima volta che le gambe di un robot dotato di gambe vengono utilizzate contemporaneamente per la locomozione e per un compito diverso.
La sfumatura è importante: gli altri robot sanno aprire una porta con una zampa, ma poi smettono di usarla come supporto e la trasformano in uno strumento. VERO fa entrambe le cose allo stesso tempo.
Come vede i mozziconi di sigaretta da solo
Il funzionamento è quasi del tutto autonomo. Un operatore umano delimita innanzitutto l’area da pulire e questo è tutto ciò che gli viene richiesto. Il robot calcola poi un percorso per coprire l’intero perimetro, quindi scansiona il terreno utilizzando le sue telecamere di bordo e una rete neurale addestrata a riconoscere i mozziconi di sigaretta.
L’esercizio è più complicato di quanto sembri. I mozziconi sembrano tutti uguali, spesso sono numerosi e sparsi, e il sistema deve evitare di contare due volte gli stessi rifiuti, altrimenti si faranno altri viaggi inutili. Una volta individuato il bersaglio, VERO pianifica la posizione esatta della sua zampa calcolando una postura stabile per il resto del corpo, cosa non facile sulla sabbia sciolta o su una scalinata. Il gesto finale è perfezionato grazie a una fotocamera di profondità Intel RealSense fissata sotto il suo “mento”.
Successo al 90%, ma senza fretta
I ricercatori hanno testato la loro macchina in sei ambienti diversi: una spiaggia, un contesto urbano, una zona industriale, un sito naturale, un terreno irregolare e un parco. I risultati sono chiari, con poco meno di Il 90% dei mozziconi di sigaretta raccolti nelle aree designate.
VERO non è veloce e il team lo ammette prontamente. Ma a differenza di un addetto alla manutenzione curvo sulla sabbia in pieno agosto, lui non si stanca mai e va avanti finché gli resta la batteria. Questo è anche il punto centrale dell’approccio: alleviare gli esseri umani da un compito doloroso e ripetitivo in luoghi di difficile accesso.
Perché mozziconi di sigaretta e nient’altro
La scelta del target non è aneddotica. Il calcio è il il secondo rifiuto più abbandonato al mondo. Dei circa 6.000 miliardi di sigarette fumate ogni anno sul pianeta, si stima che più di 4.000 miliardi di mozziconi finiscano direttamente a terra. Ognuno di essi rilascia poi centinaia di sostanze tossiche, più di 700 secondo le stime fornite da IEEE Spectrum, senza contare le microplastiche provenienti dal filtro.
Questi minuscoli rifiuti scivolano dai marciapiedi verso le grondaie, poi dalle grondaie verso il mare. E atterrano proprio nei luoghi che le tradizionali macchine per la pulizia non sono in grado di gestire: sabbia, rocce, strade strette, scale. Tanta terra che, fino ad ora, permetteva all’uomo di raccogliere a mano.
E dopo? Chiodi, rivetti ed erbacce
Se i ricercatori italiani hanno scelto i mozziconi di sigaretta è anche perché il caso d’uso parla da sé. Ma la loro vera ambizione è altrove. La tecnica che hanno sviluppato, camminando e agendo allo stesso tempo con le zampe, apre un catalogo abbastanza ampio di applicazioni: spruzzare diserbante alla base di ogni erba infestante in un campo, ispezionare le crepe in una struttura, installare chiodi o rivetti in un cantiere.
E poiché un quadrupede ha quattro zampe, nulla impedisce a ciascuna di dotarsi di uno strumento diverso, chiedendo poi al robot di utilizzare quello giusto nel posto giusto. Il software sviluppato per VERO può essere adattato in questa direzione.
Resta un fatto ovvio che i ricercatori sono i primi a formulare: la soluzione migliore al problema dei mozziconi di sigaretta non sarà mai un robot, ma un posacenere tascabile. Finché questo riflesso non viene acquisito, macchine come VERO avranno del lavoro da fare.
Il lavoro, di Lorenzo Amatucci, Giulio Turrisi, Angelo Bratta, Victor Barasuol e Claudio Semini, è stato pubblicato sul Journal of Field Robotics. Le immagini del robot in azione possono essere visualizzate sul sito web del laboratorio IIT Dynamic Legged Systems.
