Dalle discese in corda doppia lungo le pareti verticali della Patagonia alla progettazione di robot teleoperati (controllati a distanza) per pendii montani. Due ambiti in apparenza distanti, l’alpinismo e la robotica, si incontrano nel progetto ‘Alpine: Robot intelligente e autonomo per operazioni in ambienti montani’, vincitore del bando Future of Work della Fondazione Valorizzazione ricerca trentina (Vrt). Ne parliamo con Michele Focchi, docente del Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione dell’Università di Trento e responsabile del progetto.
Chi abita in zone montane come il Trentino lo sa, il cambiamento climatico negli ultimi anni ha accentuato notevolmente il dissesto idrogeologico. L’incremento esponenziale di frane, alluvioni, colate di detriti causate dallo scioglimento del permafrost e l’indebolimento della roccia rendono indispensabili costanti operazioni di manutenzione dei pendii e disgaggio delle pareti rocciose. Interventi manuali soggetti alla fragilità della montagna, per questo caratterizzati dalla continua esposizione a rischi, imprevisti e pericoli ambientali. «Il progetto Alpine nasce per rispondere a un bisogno attuale in maniera innovativa, creando, tra le mura dell’Università di Trento, un sistema in grado di digitalizzare il monitoraggio del rischio idrogeologico» spiega Michele Focchi, professore di robotica al Disi e alpinista, che aggiunge come «originariamente ci siamo ispirati al concetto di dragline locomotion dei ragni».
Alpine è un robot dotato delle capacità di muoversi, saltare, evitare ostacoli, trasportare carichi e attuare interventi di manutenzione in contesti verticali. Il sistema è tanto complesso quanto innovativo: due corde che permettono il posizionamento in maniera statica in ogni punto del piano contenuto tra le verticali degli ancoraggi, propulsori a elica che controllano l’orientamento e l’atterraggio e ruote per il movimento lungo le pareti lisce e prive di ostacoli. Primo prototipo al mondo di questo tipo, Alpine sarà in grado di modernizzare le tecniche manutentive oltre a rendere più sicuro il lavoro dei manutentori. A orientare e guidare il robot in tutti i suoi movimenti c’è un geologo a fondo valle che, dopo aver acquisito, con l’aiuto di droni telecomandati, la scansione 3D della parete, individua le aree da ispezionare selezionando così i target del robot. A questo punto l’esperto ha la possibilità di tele operare il robot con l’aiuto di visori di realtà virtuale e joystick.
Il sistema è stato inizialmente sviluppato grazie ad accurate simulazioni fisiche. «Come ingegneri - sottolinea Focchi – il nostro compito, prima di costruire un prototipo, è quello di considerare le condizioni reali, i possibili imprevisti, come errori di orientamento causati da condizioni atmosferiche, vento o rocce che colpiscono il robot in movimento». All’ottimizzazione e allo sviluppo di un prototipo reale e funzionante del sistema robotico ha contribuito il lavoro di Luca Hardonk, Ruben Malacarne e Andrea Dalla Villa, studenti, ora laureati e laureandi, del Dipartimento di Ingegneria e Scienza dell’Informazione dell’Università di Trento. Appassionati di robotica, sono riusciti a costruire in otto mesi, inizialmente nel garage della loro abitazione, un prototipo ottimizzato del robot, con innovazioni come l’aggiunta di freni a disco e un algoritmo in grado di identificare il numero minimo di salti necessari al dispositivo per evitare ostacoli e atterrare in un punto desiderato della parete.
Michele Focchi evidenzia l’ampio potenziale di applicazione del sistema Alpine: «Oltre all’utilizzo in ambienti montani, questo sistema potrebbe trovare applicazione in ambito industriale, per l’ispezione di ponti e sovrastrutture, in ambito edilizio oppure nell’ambito della pulizia delle turbine eoliche, il cui funzionamento può essere ostacolato da incrostazioni di ghiaccio. Allo stesso modo, Alpine potrebbe essere in grado di innovare anche le attività di ricerca e soccorso in zone montane difficilmente accessibili, quando crepacci troppo stretti o condizioni atmosferiche sfavorevoli impediscono il soccorso tramite elicottero. Le capacità di movimento e superamento di ostacoli del robot potrebbero rappresentare un importante alleato nel salvare vite umane». Il prototipo si trova attualmente nei laboratori dell’Università di Trento a Pergine Valsugana dove Focchi e il suo gruppo continuano a condurre esperimenti e simulazioni.
Il progetto ha già riscontrato l’interesse da parte di un’azienda trentina. Oltretutto, è risultato vincitore del Bando Future of Work della Fondazione valorizzazione ricerca trentina. Un importante traguardo per il gruppo di ricercatori che, grazie a questo contributo economico potrà acquistare hardware in grado di migliorare il sistema di orientamento del robot e droni per la scansione 3D delle pareti montane su cui il sistema andrà ad operare.