Robot Husarion: piattaforme mobili versatili per la ricerca e l'innovazione

I robot mobili autonomi sono diventati strumenti essenziali per la ricerca e l’innovazione. Husarion, azienda specializzata in robotica mobile, offre soluzioni avanzate per soddisfare le esigenze di ricercatori e ingegneri di tutto il mondo. Attraverso diversi progetti di ricerca, scopri come il robot Panther di Husarion si stia affermando come soluzione innovativa in ambienti complessi quali l’aviazione e l’agricoltura.

Applicazione 1 - Ispezione di aeromobili negli hangar

In un hangar, la navigazione robotica è resa difficile dalla mancanza di elementi marcati: dall’illuminazione variabile e dalle superfici riflettenti che interferiscono con i sensori. Metodi di localizzazione tradizionali, quali il GPS, risultano inefficaci, mentre le IMU e gli odometri sono soggetti a deriva e imprecisione.

Progetto 1 - Integrazione del visual tracking per la navigazione di Panther in un hangar intelligente

Una studentessa di robotica dell’Università di Cranfield ha avuto l’idea di utilizzare diverse telecamere esterne per catturare le immagini del robot Panther all’interno dell’hangar. Queste immagini vengono poi elaborate con il modello di deep learning YOLOv8, che consente di rilevare gli oggetti in tempo reale e di calcolare le coordinate dei pixel, successivamente trasformate in posizioni reali nello spazio.

Per migliorare l’accuratezza della localizzazione, i dati provenienti da telecamere esterne, IMU e odometri vengono combinati utilizzando tecniche di fusione sensoriale, utilizzando in particolare il filtro di Kalman esteso (EKF).

Perché è stato scelto Panther?

Adattabilità ad ambienti complessi: le dimensioni, la trazione integrale e il design robusto consentono al Panther di coprire ampie aree all'interno degli hangar.
Compatibile con ROS 2: agevola l'integrazione di sistemi avanzati di rilevamento, stima della posa e fusione sensoriale.
Strumenti di simulazione: Husarion ha fornito pacchetti di simulazione per creare un ambiente Gazebo per testare e mettere a punto i sistemi prima di passare alla fase reale.

Progetto 2 - Integrazione della banda ultralarga (UWB)

Un altro metodo di localizzazione è l’uso della tecnologia a banda ultralarga (UWB) per migliorare la precisione di navigazione del robot Panther. Uno studente di robotica ha integrato nel robot i beacon UWB, combinati con sensori tradizionali quali LIDAR, IMU e odometri. Grazie alla fusione sensoriale tramite EKF, questa configurazione raggiunge un’accuratezza di livello centimetrico anche in ambienti chiusi e disordinati.

Perché l'UWB fa la differenza?

La tecnologia UWB funziona inviando impulsi radio a bassa potenza su un’ampia banda di frequenza. Grazie alle sue capacità di rilevamento della distanza e di calcolo del tempo di volo (ToF), offre una precisione centimetrica ed è resistente alle interferenze in ambienti complessi quali gli hangar.

Progressi e passi successivi

Grazie all’integrazione dell’UWB, il progetto ha mostrato miglioramenti significativi nell’accuratezza della localizzazione. I test iniziali hanno rivelato un miglioramento del 30% nella precisione di localizzazione rispetto all’utilizzo del solo SLAM Toolbox. Le prossime tappe prevedono test reali negli hangar e l’ampliamento delle capacità dei sensori per una navigazione ancora più precisa con l’integrazione di telecamere 3D e di un LIDAR 3D.

Testimonianza dell'Università di Cranfield

“Il robot Panther è la piattaforma ideale per le nostre esigenze di apprendimento. Permette agli studenti di lavorare con un vero robot, di testare i sensori in una varietà di ambienti e di apprendere abilità pratiche in un contesto reale.”

Applicazione 2 - Mappatura del carbonio organico del suolo

L’Alleanza Bioversity & CIAT sta utilizzando il robot mobile Panther di Husarion per mappare il carbonio organico del suolo nell’ambito del Carbon Sequestration Project, finanziato dal Bezos Earth Fund. L’obiettivo è migliorare la capacità dei suoli tropicali di immagazzinare il carbonio sviluppando nuove varietà di piante, quali erbe foraggere e il riso, con una maggiore assimilazione del carbonio attraverso la fotosintesi e un radicamento più profondo.

Perché mappare il carbonio organico del suolo?

L’agricoltura è responsabile di circa 10% delle emissioni globali di CO₂, ma può anche svolgere un ruolo chiave nel catturare il carbonio attraverso la fotosintesi. Migliorando la capacità dei suoli di immagazzinare il carbonio, è possibile rallentare l’aumento della concentrazione di CO₂ nell’atmosfera e quindi mitigare il cambiamento climatico.

Il ruolo di Panther nel progetto

Per valutare l’efficacia delle nuove varietà di piante e misurare lo stoccaggio del carbonio, l’Alleanza Bioversity & CIAT utilizza un approccio di mappatura del suolo basato su due tecnologie principali:

Panther funge da piattaforma mobile per questi sensori. È dotato di un GPS, di un sistema di comunicazione avanzato (Wi-Fi, 4G LTE) e di software open-source basato su ROS, che ne agevola l’integrazione e l’impiego sul campo. Grazie al suo design robusto, con ruote all-terrain e un indice di protezione IP66, è in grado di navigare in ambienti agricoli difficili riducendo al minimo l’impatto sulle colture grazie al suo peso contenuto.

Perché è stato scelto Panther?

Una risorsa per l'agricoltura sostenibile

L’uso di Panther consente ai ricercatori di mappare accuratamente il carbonio del suolo, ottimizzare le strategie di sequestro della CO₂ e aiutare gli agricoltori a prendere decisioni informate per un’agricoltura più sostenibile. Il progetto fa parte di una visione più ampia volta a ridurre l’erosione del suolo, a migliorarne la fertilità e a combattere il cambiamento climatico.

L’Alleanza Bioversity e CIAT stanno esplorando come la robotica e le tecnologie digitali possano trasformare l’agricoltura e contribuire a preservare l’ambiente.

Applicazione 3 - Raccolta di noci di macadamia in Australia

L’Australia, patria della noce di macadamia, sta affrontando una sfida importante: le perdite significative durante la raccolta. Per risolvere questo problema, la RMIT University ha deciso di utilizzare la piattaforma robotica Husarion Panther per recuperare le noci perse e migliorare l’efficienza della raccolta.

Perché questo progetto è fondamentale?

L’Australia, che detiene una quota di mercato del 18-20% nella produzione di noci di macadamia, ha ceduto il primato mondiale al Sudafrica. Tra le ragioni di questo calo, la perdita di noci durante la raccolta spicca come problema principale. Il terreno accidentato e l’impossibilità per le attrezzature tradizionali di accedere a determinate aree rendono difficile la raccolta, con la perdita fino al 10% delle noci ogni anno. Questo progetto innovativo mira a risolvere il problema e a consentire all’Australia di riconquistare i vertici del mercato mondiale.

Il ruolo di Panther nel progetto

Il robot Panther di Husarion è dotato di una tecnologia all’avanguardia per affrontare le sfide della raccolta delle noci di macadamia. Grazie a un LIDAR 3D e a una telecamera Zed2i, combinati con un braccio robotico, Panther è in grado di individuare e raccogliere le noci cadute, anche in ambienti difficili.

Perché è stato scelto Panther?

Adattabile a condizioni agricole difficili: i suoi motori BLDC e la capacità di operare in ambienti umidi o polverosi lo rendono ideale per i frutteti di macadamia.
Modularità: facile da adattare, Panther può incorporare sensori aggiuntivi quali LIDAR o telecamere specializzate per migliorare ulteriormente la sua precisione.
Efficienza e riduzione delle perdite: grazie alla capacità di localizzare e raccogliere con precisione le noci, Panther riduce significativamente le perdite e migliora l'efficienza della raccolta.

Testimonianza della RMIT University

“Abbiamo scelto Panther per la reputazione di Husarion, che ci è stato presentata nel 2019 con il ROSbot, utilizzato per l’insegnamento nel nostro AI and Robotics Innovation Lab presso RMIT. Siamo rimasti colpiti dalla qualità delle piattaforme Husarion e dalla reattività del loro team che ci supporta sia con il software che con l’hardware”.