Progetto “Disarmadillo”

Progetto “DISARMADILLO”
Progetto nazionale destinato alle scuole della rete “porte aperte alla robotica”
con la collaborazione delle Scuole Superiori della Provincia di Torino e della
Regione Piemonte

Proponenti:
Emanuela CEPOLINA – Università di Genova
Enzo MARVASO – Coord.Rete Robotica a Scuola

Il progetto DISARMADILLO ha origine nel progetto Participatory Agricultural Technology (PAT) for Humanitarian Demining , argomento di tesi di dottorato di ricerca di Emanuela Cepolina, presidente dell’associazione senza scopo di lucro Snail Aid – Technology for Development, e ne rappresenta il naturale completamento.
Il progetto PAT ha posto all’attenzione della comunità internazionale la possibilità di adattare tecnologie mature, come quelle agricole, alla rimozione di mine antiuomo. In paesi in via di sviluppo, dove il problema delle mine è prevalentemente concentrato, perché è qui dove l’85% dei conflitti ha avuto luogo dopo la seconda guerra mondiale, l’adattamento di macchine agricole alle operazioni di sminamento umanitario rappresenta un’ importante possibilità per risolvere il problema più velocemente e coinvolgendo le comunità locali che hanno già familiarità con le tecnologie in uso; in oltre le macchine agricole adattate possono essere riconvertite al loro uso tradizionale quando non sono impiegate per lo sminamento. Le modifiche necessarie per adattare le tecnologie agricole allo sminamento sono apportate usando un processo decisionale partecipativo in cui gli utilizzatori e altri esperti del settore sono coinvolti per raggiungere un
risultato il più semplice, meno costoso e più efficiente possibile. Le tecnologie così sviluppate sono proprietà non solo materiale ma anche intellettuale di chi le utilizza, che può prendersi cura della loro manutenzione senza bisogno di aiuti esterni e può reinvestire le capacità tecniche acquisite nella progettazione ed in successive innovazioni nel campo delle tecnologie agricole, uno dei più importanti motori dello sviluppo.
Usando questa filosofia, Emanuela Cepolina ha già progettato e sviluppato, con il sostegno della squadra di lavoro del Dipartimento di Meccanica e Costruzione delle Macchine (DIMEC) dell’Università di Genova, diverse tecnologie per lo sminamento umanitario e in particolare, da ultima, il primo prototipo di una nuova macchina ad architettura modulare, chiamata PAT, destinata alla rimozione di mine antiuomo in terreni sabbiosi, come quelli dello Sri Lanka, paese per cui la macchina è stata concepita e in cui operano due partner del progetto: la Facoltà di Agraria della University of Peradeniya e la organizzazione non governativa internazionale Norwegian People’s Aid (NPA) che si occupa di sminamento.
Il progetto DISARMADILLO si propone di reiterare il ciclo di progettazione partecipata che ha portato allo sviluppo della prima macchina, su un secondo prototipo, ancora più efficace. I moduli di cui è composta la macchina sono tre: l’unità motrice, basata su un motocoltivatore disponibile in commercio, l’unità di controllo remoto e il modulo per la rimozione delle mine dal terreno. La semplicità costruttiva, la conseguente facilità di manutenzione e il basso costo sono stati aspetti favoriti della progettazione a scapito di un limitato campo di applicazione: la macchina infatti può essere utilizzata soltanto per la rimozione di mine da suoli sabbiosi, per altro presenti in molti scenari caratteristici dei paesi in via di sviluppo colpiti dal problema delle mine antiuomo, in particolare in Sri Lanka e in Giordania, due dei paesi maggiormente contaminati. L’ architettura è molto semplice e flessibile: al corpo del motocoltivatore originario è aggiunto un supporto che permette il montaggio di due cingoli in gomma e ha una interfaccia frontale per il collegamento di differenti attrezzi. Il controllo remoto permette alla macchina può avanzare e curvare utilizzando i cingoli. I comandi a bordo sono pneumatici alimentati da un compressore collegato alla presa di forza. L’attrezzo per la rimozione delle mine ha architettura simile a un rastrello, vaglia il terreno davanti alla macchina e ne separa le mine che cadono ai lati della macchina per successiva verifica e eliminazione manuale (senza i rischi di localizzazione e sterro).

(Fig.1. Da sinistra verso destra: primo prototipo della macchina PAT, unità motrice e unità di controllo remoto; modulo di rimozione delle mine sviluppato e testato in Giordania, dove ancora si trova; digital mock-up della macchina con i tre moduli (unità motrice, controllo remoto e attrezzo per la rimozione di mine) assemblati. Si possono trovare altri dettagli sul progetto PAT e all’indirizzo www.dimec.unige.it/PMAR/demining).

La realizzazione del secondo prototipo, chiamato DISARMADILLO, servirà a dimostrare la flessibilità del design già sviluppato per PAT e l’adattabilità del progetto a diverse unità motrici, costituite da motocoltivatori di modello, potenza e case produttrici diverse (il motocoltivatore originale è stato prodotto nel 1944). Infatti DISARMADILLO sarà costruito intorno ad un nuovo motocoltivatore con 14kW, gentilmente messo a disposizione dalla Grillo Spa, che in precedenza ha già supportato il progetto in vari modi. Inoltre, DISARMADILLO costruito intorno a una nuova macchina sarà esente dai problemi legati alla vecchiaia del motocoltivatore usato nel prototipo originale e potrà essere testato secondo i dettami unificati per le altre macchine per sminamento umanitario. Solo con un test prolungato nel tempo, su più giornate di operazione continua, sarà possibile stabilire quali siano le caratteristiche funzionali della nuova macchina DISARMADILLO e certificarne i limiti di impiego. Un test del genere sul vecchio motocoltivatore Pasquali non sarebbe possibile, se non a seguito di un lungo lavoro di ristrutturazione, che distoglierebbe energie e tempo dalla ricerca in atto sull’impiego di nuove tecnologie per lo sminamento umanitario.

(Fig.2. Vecchio motocoltivatore Pasquali, base del prototipo PAT, e nuovo motocoltivatore Grillo G131, base del nuovo prototipo DISARMADILLO).

Scopo principale del progetto è dimostrare l’efficienza della macchina e della filosofia progettuale che ne ha spinto la realizzazione e promuoverne l’uso in paesi colpiti dal problema delle mine antiuomo che presentano scenari caratterizzati da terreni sabbiosi. L’idea di base del progetto è infatti quella di sviluppare una macchina il più possibile semplice, scalabile e modulare, che possa essere realizzata in qualunque officina non specializzata con materiali presenti sul mercato locale, a partire da un motocoltivatore qualsiasi.
Il progetto DISARMADILLO è coordinato dalla associazione senza scopo di lucro Snail Aid – Technology for Development e svolto in stretta collaborazione con la rete di scuole piemontese “porte aperte alla robotica” e diversi altri istituti di istruzione tecnica secondaria della Regione Piemonte sotto il patrocinio dell’Uffici0o Scolastico Regionale del Piemonte diretto dal dott. Francesco de Sanctis e con il PMAR lab dell’Università di Genova.
Gli studenti delle scuole coinvolte saranno impegnati materialmente nelle lavorazioni meccaniche e meccatroniche finalizzate alla costruzione della nuova struttura portante destinata a sostenere le due ruote anteriori con i loro semi assi, il sistema per tendere i cingoli e i cingoli stessi e del controllo remoto. Quest’ultimo sarà sviluppato in modo più scalabile possibile, e quindi agente su azionamenti esterni: leva del differenziale, cavi della frizione e dell’acceleratore e freni esterni montati sulle ruote posteriori, che permettono anche la sterzata del veicolo con il sistema differenziale. Sulla unità motrice sarà montato anche il modulo di rimozione di mine antiuomo, il cui primo prototipo è attualmente in Giordania. Il nuovo modello piemontese sarà quindi sviluppato, realizzato e montato sulla macchina DISARMADILLO, che risulterà quindi completa di tutti e tre i moduli e pronta per essere testata.
Una volta completato il prototipo, il test avrà luogo in una cava adibita ad esplosioni civili in Italia con la possibile collaborazione dell’Istituto Ricerche Esplosivistiche, che ha collaborato con Snail Aid numerose volte.

Torino li 15 dicembre 2010

prof.Enzo Marvaso
Coordinatore Rete Robotica a ScuolPiemonte