Robot Umanoide per Ricerca, AI e Interazione Uomo-Robot

ROBOT-D041 è un robot umanoide a grandezza naturale progettato come piattaforma avanzata per la ricerca e lo sviluppo nel campo della robotica, dell'intelligenza artificiale e dell'interazione uomo-robot. La sua caratteristica principale è l'elevato livello di espressività: la piattaforma dispone di 61 gradi di libertà attuati, distribuiti tra volto, collo, spalle, braccia, mani e torso.

Il risultato è un sistema robotico capace di combinare movimento, espressioni facciali, percezione audio-video e comunicazione vocale, creando una piattaforma particolarmente adatta allo studio delle modalità con cui le persone interagiscono con le tecnologie robotiche.

Robot umanoide per ricerca e sviluppo

ROBOT-D041 è stato concepito come una piattaforma sulla quale sperimentare nuove tecnologie di robotica umanoide, intelligenza artificiale, Natural Language Processing e Human-Robot Interaction.

Le sue caratteristiche lo rendono adatto a università, laboratori di ricerca, centri tecnologici, aziende impegnate nello sviluppo di soluzioni AI e strutture dedicate alla divulgazione scientifica. Può essere utilizzato per studiare il comportamento robotico, la comunicazione non verbale e le modalità attraverso le quali un sistema artificiale può interagire con una persona.

61 gradi di libertà per movimenti altamente espressivi

Il robot dispone complessivamente di 61 gradi di libertà attuati. Questa configurazione comprende:

• 27 DoF nella testa per occhi, labbra e altre caratteristiche facciali;
• 5 DoF nel collo;
• 8 DoF nelle spalle, 4 per ciascun lato;
• 10 DoF nelle braccia, 5 per ciascun braccio;
• 8 DoF nelle mani, 4 per ciascuna mano;
• 3 DoF nel torso.

La particolare distribuzione dei gradi di libertà permette di realizzare movimenti coordinati di testa, volto e parte superiore del corpo, dando al robot un livello di espressività molto superiore rispetto a una piattaforma dotata esclusivamente di movimenti meccanici essenziali.

Un volto robotico estremamente espressivo

Uno dei principali elementi distintivi di ROBOT-D041 è il sistema dedicato alla mimica facciale. I 27 gradi di libertà presenti nella testa permettono di controllare numerosi elementi del volto e di produrre espressioni dinamiche durante l'interazione.

Occhi, palpebre, sopracciglia, labbra e altri elementi del viso possono essere coordinati per accompagnare la comunicazione. Questo permette di sviluppare scenari nei quali il robot non si limita a pronunciare una risposta, ma può utilizzare anche movimenti facciali e linguaggio non verbale per rendere l'interazione più naturale.

Interazione uomo-robot naturale

ROBOT-D041 integra sistemi audio e video progettati specificamente per l'interazione con le persone. Le telecamere posizionate nella zona degli occhi permettono al robot di acquisire informazioni visive, mentre i microfoni consentono di rilevare l'ambiente sonoro e la voce dell'interlocutore.

La combinazione di visione, audio, movimento ed elaborazione del linguaggio naturale crea una piattaforma adatta alla sperimentazione di sistemi di interazione multimodale.

Il robot può quindi essere utilizzato come interfaccia fisica per applicazioni di intelligenza artificiale conversazionale, ricerca sul comportamento umano e sviluppo di nuove modalità di comunicazione tra persone e macchine.

Visione ad alta risoluzione

ROBOT-D041 dispone di 2 telecamere da 8 megapixel, posizionate nella zona degli occhi. La configurazione binoculare permette di acquisire immagini dell'ambiente circostante e costituisce una componente fondamentale per le applicazioni di percezione visiva e interazione.

La presenza delle telecamere integrate consente di sviluppare scenari basati sull'analisi visiva delle persone e dell'ambiente, ampliando le possibilità di utilizzo della piattaforma nei progetti di computer vision e robotica sociale.

Audio spaziale e comunicazione vocale

Il sistema audio comprende microfoni spaziali integrati nella piattaforma. La configurazione è studiata per consentire al robot di acquisire informazioni sonore e partecipare a interazioni vocali con le persone.

L'elaborazione dell'audio, combinata con il Natural Language Processing, permette di utilizzare ROBOT-D041 per sperimentare sistemi di dialogo, assistenza vocale e comunicazione uomo-macchina.

La piattaforma dispone inoltre di un sistema di altoparlanti dedicato alla riproduzione del suono, completando la catena necessaria per una comunicazione bidirezionale.

Intelligenza artificiale e Natural Language Processing

ROBOT-D041 integra funzionalità dedicate all'elaborazione del linguaggio naturale, rendendo possibile lo sviluppo di applicazioni nelle quali il robot rappresenta il punto di contatto fisico tra l'utente e un sistema software basato sull'intelligenza artificiale.

Questa architettura può essere utilizzata per sperimentare assistenti AI, sistemi conversazionali, interfacce vocali, chatbot incarnati e applicazioni di embodied AI, adattando il comportamento del robot alle esigenze del progetto.

Movimenti di testa, braccia e mani

Oltre alla notevole capacità di movimento del volto, il robot dispone di numerose articolazioni nella parte superiore del corpo. Le spalle, le braccia, le mani, il collo e il torso possono essere controllati per creare gesti e movimenti coordinati.

Le mani dispongono complessivamente di 8 gradi di libertà, mentre le braccia ne dispongono di 10. Questa configurazione consente di realizzare gestualità e movimenti utili per applicazioni di comunicazione non verbale, dimostrazione e ricerca.

Il sistema è quindi particolarmente indicato per studiare il rapporto tra linguaggio verbale, espressioni facciali, gestualità e movimento robotico.

Architettura modulare

La piattaforma è realizzata con un'architettura modulare che permette di intervenire sui diversi sottosistemi del robot. Questa impostazione è particolarmente utile negli ambienti di ricerca e sviluppo, dove può essere necessario aggiornare o sperimentare singoli componenti hardware e software.

La modularità consente inoltre di utilizzare ROBOT-D041 come piattaforma di sviluppo per tecnologie robotiche future, evitando di limitare la sperimentazione a una singola applicazione.

Software e connettività

Il robot utilizza una piattaforma software dedicata per la gestione delle funzioni robotiche e dispone di un computer integrato. La connettività comprende una porta Ethernet RJ45, due porte Thunderbolt e due porte USB, offrendo diverse possibilità di collegamento a sistemi informatici e periferiche esterne.

L'architettura cloud permette inoltre di utilizzare servizi e funzionalità software connesse, rendendo la piattaforma adatta a progetti nei quali robotica e intelligenza artificiale vengono sviluppate insieme.

Sistemi di sicurezza per l'interazione

Quando un robot umanoide viene utilizzato vicino alle persone, la gestione della sicurezza rappresenta un elemento fondamentale. ROBOT-D041 integra sensori di prossimità, encoder di posizione e soluzioni meccaniche dedicate alla sicurezza.

Questi sistemi contribuiscono al controllo dei movimenti e alla gestione dell'interazione in ambienti nei quali il robot opera a contatto ravvicinato con gli utenti.

Dimensioni e caratteristiche fisiche

ROBOT-D041 è un robot umanoide full-size, con un'altezza di circa 187 cm. La struttura ha una larghezza di circa 470 mm, una profondità di circa 850 mm e un'apertura delle braccia di circa 1800 mm.

Il peso dichiarato è di circa 62 kg. La configurazione è quindi quella di una piattaforma umanoide di dimensioni comparabili a quelle di una persona adulta, progettata per applicazioni professionali, dimostrative e di ricerca.

Dove può essere utilizzato?

• Ricerca e sviluppo nella robotica umanoide;
• Università e laboratori di intelligenza artificiale;
• Ricerca sulla Human-Robot Interaction;
• Studio dell'interazione vocale e non verbale;
• Natural Language Processing e sistemi conversazionali;
• Ricerca su embodied AI;
• Computer vision e analisi dell'interazione con le persone;
• Musei e divulgazione scientifica;
• Eventi, esposizioni e dimostrazioni tecnologiche;
• Formazione e didattica sulla robotica avanzata;
• Prototipazione di nuovi servizi basati sull'intelligenza artificiale;
• Sperimentazione di sistemi di comunicazione uomo-macchina.

Caratteristiche tecniche principali:

• Tipologia: robot umanoide full-size;
• Altezza: circa 1870 mm;
• Larghezza: circa 470 mm;
• Profondità: circa 850 mm;
• Apertura delle braccia: circa 1800 mm;
• Peso: circa 62 kg;
• 61 gradi di libertà attuati;
• Testa: 27 DoF;
• Collo: 5 DoF;
• Spalle: 8 DoF complessivi;
• Braccia: 10 DoF complessivi;
• Mani: 8 DoF complessivi;
• Torso: 3 DoF;
• 2 telecamere da 8 MP;
• Microfoni spaziali per acquisizione audio;
• Elaborazione del Natural Language Processing;
• Altoparlante per comunicazione e riproduzione audio;
• LiDAR/sensori di prossimità per funzioni di sicurezza;
• Encoder di posizione;
• Computer integrato;
• Connettività RJ45 Ethernet;
• 2 porte Thunderbolt;
• 2 porte USB;
• Software robotico con funzionalità cloud;
• Configurazione orientata a ricerca, AI e Human-Robot Interaction.

ROBOT-D041 è quindi una piattaforma di robotica umanoide professionale pensata soprattutto per la ricerca e lo sviluppo di nuove forme di interazione tra persone e sistemi artificiali. L'elevato numero di gradi di libertà, la mimica facciale avanzata, la percezione audio-video e le funzionalità di elaborazione del linguaggio ne fanno uno strumento particolarmente interessante per la sperimentazione di robot sociali, intelligenza artificiale ed embodied AI.