La chela flessibile SoftClaw sviluppata da qbrobotics è la più recente delle soluzioni sviluppate dall’azienda, uno degli oltre 400 partner che collaborano con Universal Robots nello sviluppo di soluzioni plug&play per i cobot UR. Il dispositivo è l’ultimo dei gripper di softrobotica creato dall’azienda, scale-up dell’Università di Pisa e dell’IIT (Istituto Italiano di Tecnologia), ed è in grado di regolare la propria forza di presa per adattarsi a oggetti delicati e rigidi.

Nata esattamente 10 anni fa, qbrobotics ha dapprima sviluppato degli attuatori meccanici basati sulla cosiddetta Variable stiffness, ovvero cedevolezza variabile, una tecnologia di cui l’azienda detiene i brevetti. Per quindi proseguire con lo sviluppo e la commercializzazione di mani robotiche basate sulla tecnologia soft-robotics.

“Salvo errori, ad oggi siamo una delle pochissime aziende a commercializzare mani robotiche per robot collaborativi – racconta Fabio Bonomo, CEO di qbrobotics -. Il nostro dispositivo qb SoftHand Industry è anche certificato TÜV come end-effector collaborativo. I cobot sono una branca giovane della robotica, tuttavia è quella che in futuro consentirà la vera integrazione uomo-macchina per la convidisione sicura degli spazi di lavoro. A tal fine, il robot non dovrà più rappresentare un pericolo per l’uomo: i dispositivi che noi sviluppiamo sono basati sulla softrobotica, per cui grazie alla loro intelligenza meccanica rispettano a pieno i principi base della convivenza uomo-robot”.

Cuore della qb SoftClaw è il qbmove Advanced, ovvero l’evoluzione del primo attuatore sviluppato in origine da qbrobotics. Si tratta di una piattaforma di sviluppo dotata di motori, elettronica e sistema elastico. Il sistema ha un’interfaccia meccanica conforme alla ISO9409-1 e un connettore elettronico standard che le permette di interfacciarsi con qualsiasi braccio robotico, è formata da un dito mobile azionato dall’albero dell’attuatore, e da un dito fisso collegato direttamente al telaio.

“Questa soluzione permette di eseguire prese che possono essere morbide, per effettuare la presa di oggetti delicati senza danneggiarli, sia operando in modo forte e preciso come fanno i sistemi di presa tradizionali, e ciò viene ottenuto aumentando la rigidità del sistema – spiega Bonomo -. La pinza viene utilizzata tramite il controllo di deflessione tra la posizione di equilibrio e l’albero di uscita. Grazie a questo controllo, oggetti di dimensioni diverse possono essere afferrati dando lo stesso riferimento di chiusura (ad esempio completamente chiuso) e con la stessa rigidità per ogni posizione”.

Le pinze convenzionali sono generalmente dotate di un’attuazione meccanica rigida e possono afferrare oggetti, più o meno fragili, solo attraverso controlli diretti sulla forza applicata, quindi utilizzando sensori di forza, o un controllo indiretto attraverso la corrente assorbita. Entrambi questi approcci richiedono algoritmi specifici e sensori dedicati, che comportano limiti nei tempi di risposta dinamica, maggiore quantità di segnali da gestire e maggiori costi hardware e software.

“La qb SoftClaw, viceversa, è in grado di afferrare oggetti della natura più disparata, sfruttando l’intelligenza meccanica intrinseca del suo sistema – spiega il CEO -, senza l’utilizzo di alcun tipo di sensori sulle superfici di contatto o algoritmi specifici sulla corrente assorbita dai motori. Questi aspetti la rendono un dispositivo versatile, leggero, economico e molto facile da usare”.

E’ quindi sufficiente dire alla qb SoftClaw di essere forte o delicata nella presa, affinché il dispositivo meccanicamente si adegui all’oggetto che deve prendere. “Lo stesso che si fa con un bambino – dice Bonomo -: se un bambino piccolo deve prendere una sfera di metallo pesante, gli diciamo di stringere bene e con forza. Se subito dopo il bambino deve prendere un oggetto delicato gli facciamo presente che non deve stringere come stava facendo con la sfera, altrimenti potrebbe romperlo. Il bambino a quel punto riduce la forza e la modula adeguandolo all’oggetto che sta prendendo. La nostra chela si comporta allo stesso modo, gli diciamo di essere delicata o forte e poi lei si adegua meccanicamente”.

Qbrobotics fa parte dell’ecosistema UR+ di Universal Robots  fin dal 2018, quando entrò con la qb SoftHand Research. Nel 2019 fu poi la volta della qb SoftHand Industry. “Oggi è il momento della qb SoftClaw – dice quindi Bonomo -. UR+ rappresenta la volontà di Universal Robot di creare un sistema di cobot ‘user friendly’ in grado di essere utilizzati anche da piccole aziende o artigiani che non possono permettersi onerosi processi di programmazione. Con l’URCaps e la qb SoftClaw basta selezionare ‘Soft – Medium – Hard’ e il sistema è già operativo al 100%”.

Oltre agli ovvi step evolutivi che riguarderanno il progetto, l’azienda sta quindi valutando di creare un gripper tradizionale con entrambe le dita mobili in grado di chiudersi in modo simmetrico. “Anche l’integrazione con sistemi di sensoristica e/o teleoperazione sono strade che stiamo valutando – conclude Bonomo -. L’unica certezza che abbiamo è che la softrobotica e l’intelligenza meccanica che sono alla base dei nostri dispositivi rimarranno il nostro elemento distintivo”.