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Dr. Milady Horákové 185/66

460 06 Liberec

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info@routech.cz

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[Translate to Italian:]

I componenti del team di sviluppo erano realmente dei principianti in fatto di sviluppo di robot e intelligenza artificiale. Per questo hanno studiato insieme da zero nel tempo libero e, dopo tanti tentativi ed errori, sono riusciti a sviluppare la prima generazione del robot CUE, che, nell’autunno dello stesso anno, ha fatto il suo primo tiro libero.

Il progetto ha ricevuto numerosi apprezzamenti positivi, sia dentro che fuori Toyota, tanto che l’azienda ha deciso di portarlo avanti come progetto aziendale ufficiale. A sei mesi di distanza dallo sviluppo della prima generazione di CUE, è arrivata un’ulteriore evoluzione chiamata CUE2. Questa volta il robot ha sorpreso tutti per la sua capacità di stare in piedi e di tirare dall’area dei tre punti. Il team di sviluppo del CUE ha continuato a portare avanti la propria sfida arrivando a creare CUE3 e CUE4.

Motore brushless a 4 poli di Faulhaber per robot Toyota vs. umano

I grandi ostacoli del progetto CUE

Il progetto CUE ha dovuto affrontare una serie di grandi ostacoli. Innanzitutto, il robot ha bisogno di misurare la distanza dal canestro rispetto alla propria posizione, di calcolare la traiettoria del pallone per fare canestro e di capire come fare a tirare il pallone. Inoltre per riuscirci ha bisogno di un movimento di tiro molto preciso. A tal proposito il controllo coordinato di tutti i motori installati in ogni articolazione e il controllo di precisione di ogni motore (posizione, velocità e coppia) sono indispensabili. Il robot CUE è stato concepito per avere le sembianze di un cestista, pertanto i motori installati nelle sue articolazioni hanno una grandezza limitata e non si possono installare grandi motori. Per riuscire a generare una forza sufficiente ad effettuare un tiro con un motore piccolo è necessario amplificare la forza grazie al controllo coordinato dei motori installati in ogni articolazione, comprese le gambe, la parte bassa della schiena e le braccia, e trasmettere la forza al pallone durante il movimento di tiro.

In altre parole, un piccolissimo errore di posizione, velocità o controllo di coppia di un qualsiasi motore durante il movimento di tiro comporterebbe una deviazione nel movimento che impedirebbe la riuscita del canestro. Per questo è estremamente importante evitare errori. Dato che la distanza dal canestro varia a seconda di dove si trovi il robot al momento del tiro, un leggero adattamento della forza è essenziale. Ogni motore deve avere una grande reattività, una misura compatta e una potenza elevata per riuscire ad eseguire il movimento secondo un profilo di movimento preciso. I motori FAULHABER hanno fornito un contributo decisivo alla risoluzione di questo problema.

Il tentativo di CUE2 di tirare da tre

Se la prima generazione di CUE riusciva a tirare dalla linea dei tiri liberi, CUE2 è stato perfezionato per riuscire a stare in piedi e a tirare dalla linea dei tre punti, ossia a 6,75 m di distanza dal canestro. All’aumentare della distanza di tiro, il minimo errore nel movimento di tiro può avere un impatto considerevole. Una minima deviazione di movimento porterebbe far sbagliare il tiro dalla linea dei tre punti, che è circa 2,5 metri più lontana rispetto a quella dei tiri liberi.

Durante lo sviluppo di CUE2 uno dei temi più importanti ha riguardato le prestazioni del motore. Il servomotore brushless CC della serie 4490 B di FAULHABER è stato selezionato come uno dei candidati in termini di dimensioni e potenza. Durante il movimento di tiro, più motori vengono controllati contemporaneamente e sono costretti ad andare sotto sforzo per generare immediatamente una coppia elevata. Nonostante le difficoltà, i risultati della simulazione termica basati sul profilo di funzionamento di FAULHABER hanno confermato che CUE2 avesse una dissipazione di calore sufficiente e il motore è stato giudicato in grado di resistere all’uso.

Inizialmente alcuni motori hanno subito dei danni per via di una regolazione non corretta dei parametri del controllo. Ma poi il progetto ha raggiunto la fase in cui CUE2 è riuscito a segnare da tre e la sua performance è stata presentata durante l’intervallo di una partita di basket professionistico in Giappone.

Motore brushless a 4 poli di Faulhaber per robot Toyota

L’evoluzione continua con CUE3 e CUE4

CUE3 è stato sviluppato partendo da un’altra idea: quando il robot afferra il pallone con la mano sinistra va in posizione di tiro e cerca di fare canestro. Quando CUE3 ha mostrato queste performance, al team è stato chiesto di sfidare il Guinness dei primati.

Durante la preparazione per tentare di entrare nel Guinness dei primati, CUE inizialmente aveva bisogno di circa un minuto di preparazione prima di poter tirare di nuovo ma, grazie ad ulteriori perfezionamenti, è arrivato a tirare con precisione con una media di un tiro ogni 12 secondi.

Quando ha superato i 1.000 tiri consecutivi riusciti, l’obiettivo della sfida è stato fissato a 2.020 tiri e si è organizzato un evento in riferimento all’anno delle Olimpiadi e Paralimpiadi di Tokyo. Dopo 6 ore e 35 minuti dall’inizio della sfida, CUE ha messo l’ultimo canestro facendo esplodere di gioia tutti i membri del team.

CUE3 è riuscito a conquistare un posto nel Guinness dei primati «per il maggior numero di tiri liberi in successione da un robot umanoide (assistito): 2.020 canestri».

Dopo CUE3 che ha stabilito il record nel Guinness dei primati per i tiri liberi, l’obiettivo prefissato per CUE4 è quello di vincere la gara da tre punti dell’NBA, il «Three-Point Contest». Il «Three-Point Contest» è una gara che prevede un totale di 25 palloni, suddivisi in gruppi da cinque e situati presso cinque diverse postazioni di tiro lungo la linea da tre punti. Il giocatore deve segnare il maggior numero di canestri possibile entro un arco di tempo prestabilito. All’evento CUE4 ha raggiunto rapidamente la postazione di tiro, ha afferrato il pallone, si è messo in posizione di tiro e ha realizzato dei canestri da tre punti, entusiasmando il pubblico presente all’evento. CUE4 ha una nuova caratteristica: adesso riesce ad afferrare il pallone grazie al nuovo motore brushless piatto a rotore esterno della serie 4221 BXTH di FAULHABER che è stato lanciato di recente dalla stessa FAULHABER. FAULHABER non vede l’ora di scoprire le prossime evoluzioni di CUE, che continua ad accettare nuove sfide.

Ulteriori informazioni

Per maggiori informazioni sul progetto CUE: ricerca di frontiera

www.toyota.co.jp

FAULHABER BXT

4221 ... BXT H

Tecnologia a rotore esterno, con carcassa

Scheda tecnica (PDF) Dettagli prodotto
FAULHABER B

4490 ... B

Tecnologia 2-poli

Scheda tecnica (PDF) Dettagli prodotto

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