Ford presenta la bicicletta elettrica ripiegabile e ‘intelligente’

L’innovazione nel campo della mobilità sostenibile e flessibile potrebbe passare per una bicicletta elettrica leggera, ripiegabile e che integra varie funzioni avanzate, controllabili mediante un’applicazione telefonica e tecnologia Bluetooth. Ford presenta due proposte, MoDe:Me e MoDe:Pro, al Mobile Word Congress di Barcellona.

I due modelli di biciclette elettriche proposti da Ford: MoDe:Me e MoDe:Pro.  [Immagine: Ford]

I due modelli di biciclette elettriche proposti da Ford: MoDe:Me e MoDe:Pro. [Immagine: Ford]

Al Congresso Internazionale della Telefonía Mobile (MWC), in corso in questi giorni a Barcellona (Spagna), la casa automobilistica americana Ford ha proposto una soluzione nuova per una mobilità ecologica, pratica e “intelligente”. Si tratta di un veicolo a due ruote: una bicicletta elettrica che integra vari sistemi di aiuto alla guida, alcuni dei quali gestibili tramite connessione telefonica (con un’applicazione per Apple iPhone6).

Il nuovo veicolo è disponibile in due versioni. Il primo, MoDe:Me, è leggero e maneggevole, pensato per l’utente interessato alla mobilità sostenibile e flessibile, nonché ad evitare il traffico cittadino. L’altro, MoDe:Pro, è una bicicletta più grossa e robusta, destinata a corrieri e trasportatori, che può ospitare sul retro un baule per merce.

Entrambi i modelli sono ripiegabili su se stessi, al fine di conseguire compattezza, e quindi facilmente trasportabili in automobile e autobus. Essi presentano dei sensori di prossimità posteriori che rilevano se un veicolo si avvicina troppo da dietro: quando ciò accade, il manubrio vibra per informare il ciclista e le luci lampeggiano per avvertire il guidatore del veicolo che si approssima.

Il manubrio delle e-bike di Ford vibra per avvertire che un veicolo si sta avvicinando troppo da dietro o per segnalare la direzione in cui svoltare. [Immagine: Lynn La/CNET]

Il manubrio delle e-bike di Ford vibra per avvertire che un veicolo si sta avvicinando troppo da dietro o per segnalare la direzione in cui svoltare. [Immagine: Lynn La/CNET]

L’utente può scegliere il percorso da seguire tramite il navigatore satellitare di un telefono, collegato in Bluetooth alla bicicletta: quando giunge il momento di svoltare, la parte sinistra o destra del manubrio vibra, a seconda della direzione da prendere, e le corrispettive luci direzionali entrano in funzione. In più il veicolo dispone di due clacson, uno dal suono soave, pensato per i pedoni, e uno più forte, per i veicoli.

Il ciclista può anche decidere, grazie all’applicazione telefonica (chiamata MoDe:Link), di optare per un percorso misto, in cui cioè diverse parti del tragitto sono coperte con veicoli diversi: per esempio, può percorrere un primo tratto in auto, trasportando la bicicletta ripiegata; proseguire in bicicletta e poi eventualmente salire in autobus o tram. Tutto ciò grazie alla leggerezza e compattezza del mezzo.

Il modello MoDe:Pro, più alto e robusto, permette di agganciare un bauletto sul retro per il trasporto di merci. [Immagine: Lynn La/CNET]

Il modello MoDe:Pro, più alto e robusto, permette di agganciare un bauletto sul retro per il trasporto di merci. [Immagine: Lynn La/CNET]

La bicicletta è elettrica, però può funzionare normalmente a pedali. In tal caso, attraverso il manubrio si può misurare il battito cardiaco del ciclista e predisporre che, quando questo superi una certa frequanza, il motore elettrico entri in funzione, in modo da evitare un eccessivo sforzo o -eventualmente- che l’utente arrivi a destinazione sudato.

Queste biciclette intelligenti, chiamate anche e-bike, sono equipaggiate con un motore da 200 Watt e una batteria ricaricabile.

Al momento MoDe:Me e MoDe:Pro sono allo stadio di modelli concept, ossia di idea di progetto, e non si hanno conferme né indicazioni sul momento del lancio. Ad ogni modo l’intenzione è di renderle disponibili a prezzi accessibili.

Erica Klampfl, capo della mobilità della Ford, ha dichiarato che l’obiettivo attuale dell’azienda è quello di sperimentare nuove proposte e sviluppare nuove idee, sebbene ciò comporti assumersi dei rischi. Puntare sulla mobilità alternativa (all’auto) e sulle nuove tecnologie è senza dubbio una prospettiva interessante.

Ford sperimenta nel campo della mobilità sostenibile con due modelli di bicicletta "intelligente". [Immagine: IBTimes UK]

Ford sperimenta nel campo della mobilità sostenibile con due modelli di bicicletta “intelligente”. [Immagine: IBTimes UK]

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Dinamiche cooperative tra robot… come in natura

Un gruppo di ricercatori all’Università di Harvard, Boston, ha realizzato una ‘colonia’ di oltre mille piccoli robot in grado di interagire e comunicare localmente tra di essi, al fine di svolgere azioni in collaborazione. Questi studi ambiscono a riprodurre le dinamiche cooperative adottate in natura da numerosi gruppi di esseri viventi.

Colonia di kilobot.

Colonia di kilobot.

1024 piccoli robot si muovono uno dietro l’altro, in uno sciame ordinato, e si collocano in posizione per ricostruire precise figure bidimensionali, come una stella o una chiave inglese. Tutto ciò senza l’aiuto dell’uomo, bensì semplicemente interagendo tra essi e seguendo le istruzioni di un programma.

A prima vista la cosa può sembrare facile e, chissà, poco utile. Al contrario, far sì che un gran numero di semplici automi esegua in cooperazione azioni complesse è arduo e richiede un grande sforzo ingegneristico.

Il fine è riprodurre comportamenti collaborativi che si osservano in natura, i quali hanno consentito l’adattamento di varie specie al loro ambiente. Si tratta, evidentemente, di dinamiche collettive vincenti.

Intelligenza collettiva

Gli esempi sono tanti: singoli batteri si riuniscono in gruppi, cellule si auto-organizzano per formare organismi multicellulari, colonie di formiche creano strutture tridimensionali con i propri corpi, e così via. Questo tipo di comportamento viene definito ‘intelligenza collettiva’ o anche ‘distribuita’.

Un gruppo di scienziati dell’Università di Harvard, Boston, si è ispirato proprio alle formiche per realizzare piccoli robot autonomi che ha chiamato ‘kilobot‘.

Ciascuna formica rappresenta un’unita poco sviluppata e dotata di capacità ristrette. Eppure una colonia (anche immensa) riesce a svolgere attività complesse, come muoversi per lunghe distanze in maniera ordinata, procurare cibo per tutte e superare ostacoli costruendo ponti con i propri corpi.

Le formiche sono in grado di costruire strutture tridimensionali usando il proprio corpo. Ad esempio, realizzano ponti per consentire alle compagne di superare ostacoli passando loro sopra; inoltre fabbricano interi nidi (chiamati 'bivacchi'), strutture intricate i cui 'mattoni' da costruzione sono semplicemente i loro corpi.

Le formiche sono in grado di costruire strutture tridimensionali usando il proprio corpo. Ad esempio, realizzano ponti per consentire alle compagne di superare ostacoli passando loro sopra; inoltre fabbricano interi nidi (chiamati ‘bivacchi’), strutture intricate i cui ‘mattoni’ da costruzione sono semplicemente i loro corpi.

Analogamente, i kilobot hanno una struttura molto basilare, sono facilmente ricaricabili e sostituibili. Essi sono però in grado di utilizzare semplici funzioni per svolgere complesse azioni su larga scala.

Singoli robot-formiche…

Un kilobot è un automa cilindrico grande all’incirca quanto una moneta da un euro, si muove su sottili gambe rigide grazie a due motori vibrazionali, comunica con i compagni tramite un trasmettitore-ricevitore di segnali infrarossi ed è dotato di un microcontrollore per eseguire programmi precaricati.

Ogni robot può svolgere solo tre azioni fondamentali:

  • seguire il bordo, ossia un robot può muoversi lungo il contorno di un gruppo di compagni, misurando la propria distanza da quelli più esterni;

  • diramare un segnale di gradiente, cioè un robot sorgente può trasmettere un valore di gradiente che viene comunicato da un individuo all’altro e che aumenta man mano che l’informazione si propaga attraverso la colonia; questo permette al singolo robot di conoscere la propria distanza geodesica dalla sorgente;

  • localizzarsi, vale a dire che un robot può costruire un sistema di coordinate misurando la propria distanza dai compagni ad esso più vicini.

La colonia di robot viene programmata con algoritmi collettivi, i quali si basano su queste tre semplici operazione.

(a) Un kilobot mostrato a lato di una moneta di un penny americano (per dedurne le dimensioni). (b) Ciascun kilobot è dotato di due motori vibrazionali, un trasmettitore-ricevitore infrarosso rivolto verso il basso, un microcontrollore per eseguire programmi. I robot comunicano con i compagni entro una distanza di 10cm inviando un segnale infrarosso che riflette sulla superficie sottostante su cui si muovono. (c) Una colonia di 1024 robot (210, ossia un 'kilo' di robot, in unità di misura informatica informatica). [Immagine: Harvard University]

(a) Un kilobot mostrato a lato di una moneta di un penny americano (per dedurne le dimensioni). (b) Ciascun kilobot è dotato di due motori vibrazionali, un trasmettitore-ricevitore infrarosso rivolto verso il basso, un microcontrollore per eseguire programmi. I robot comunicano con i compagni entro una distanza di 10cm inviando un segnale infrarosso che riflette sulla superficie sottostante su cui si muovono. (c) Una colonia di 1024 robot (210, ossia un ‘kilo’ di robot, in unità di misura informatica informatica). [Immagine: Harvard University]

…e colonie cooperative

I ricercatori di Harvard hanno sperimentato la capacità dei kilobot di ritracciare forme bidimensionali nello spazio. A ciascun elemento vengono fornite le informazioni relative alla forma e alla dimensione della struttura da realizzare. Essi la costruiranno impiegando le tre semplici azioni di cui tutti sono capaci, a partire da una configurazione caotica (in cui però i robot sono vicini l’uno all’altro).

Per iniziare il procedimento, un utente umano deve collocare 4 robot, programmati in maniera speciale, i quali comporranno il nucleo iniziale. Essi diventano il riferimento per gli altri, marcando la posizione e l’orientazione della forma bidimensionale da costruire. I robot del nucleo diramano un segnale di gradiente, che si propaga attraverso la colonia iniziale. Di conseguenza, i robot che rilevano di essere all’esterno del gruppo, in posizione più lontana dalla sorgente del segnale, iniziano a muoversi lungo il bordo fino a raggiungere il nucleo.

Man mano che i robot si spostano in sequenza, si collocano uno accanto all’altro ricostruendo la forma richiesta. Per farlo, essi confrontano la propria posizione con la sagoma della struttura da costruire e, quando si accorgono di starvi all’interno, si muovono fino a posizionarsi al fianco dell’ultimo robot fermatosi, oppure all’ultimo posto libero sul bordo, un passo prima di uscire dalla sagoma.

Orientarsi nello spazio

Il singolo robot-formica non possiede alcuna informazione riguardo alla sua posizione assoluta nello spazio, conosce solo la propria distanza dai compagni prossimi vicini. Tale distanza è calcolata scambiando segnali infrarossi con gli altri robot e misurando l’intensità della luce ricevuta: ovviamente a minor intensità corrisponde maggiore distanza.

I kilobot però possono ricostruire un sistema di coordinate locali usando come riferimento i membri del nucleo. Questo consente loro di costruire la forma richiesta in maniera abbastanza precisa.

Forme da ricostruire, fornite ai robot come parte del loro programma. (B, D) Auto-organizzazione dei robot a partire da una posizione iniziale con 4 robot posti come nucleo (sinistra) fino a quella finale (destra). [Immagine: Harvard University]

Forme da ricostruire, fornite ai robot come parte del loro programma. (B, D) Auto-organizzazione dei robot a partire da una posizione iniziale con 4 robot posti come nucleo (sinistra) fino a quella finale (destra). [Immagine: Harvard University]

Questione di ordini di grandezza

Esperimenti di assemblaggio e cooperazione in gruppi di robot erano stati già fatti in precedenza, si trattava però di colonie molto ristrette, di non più di 10-50 elementi. Solo qualche limitato tentativo era stato fatto con un centinaio di robot. Passare all’ordine di grandezza del migliaio presenta molte difficoltà, tanto dal punto di vista meccanico quanto da quello informatico.

Quando si ha a che fare con molti elementi, operazioni come ricaricare le batterie e programmare gli individui diventano problematiche. I ricercatori di Harvard hanno pertanto dotato i kilobot di gambe e un’antennina di metallo che costituiscono due elettrodi: ponendo i robot (in gruppo) tra due fogli di metallo li si può ricaricare tutti in contemporanea. Inoltre il sistema di comunicazione a raggi infrarossi consente di programmare tutta la colonia a un tempo, senza uso di dispositivi dotati di cavo.

Dal punto di vista informatico, invece, le problematiche sono legate alla robustezza dell’algoritmo di fronte a possibili imprevisti, vale a dire malfunzionamenti di qualcuno dei robot. Per ovviare ai casi più probabili sono state previste procedure di correzione. Così, per esempio, un robot che si fermi per rottura del motore può inviare agli altri il segnale di proseguire il cammino superandolo; oppure se due robot si urtano e perdono cognizione della propria locazione spaziale, possono ricalcolarla in riferimento ai robot più vicini (a patto che essi siano almeno tre e non allineati).

L’esperimento è stato ripetuto numerose volte e i kilobot hanno mostrato un comportamento collettivo efficiente e grande robustezza del processo. Così i ricercatori di Harvard hanno potuto vedere i loro 1024 piccoli robot sfilare in fila indiana e collocarsi in varie forme, come un esercito di diligenti formiche. Tutto ciò, senza intervenire in alcun momento, a parte quello iniziale.

L’obiettivo futuro è far sì che i piccoli automi compiano azioni cooperative sempre più complesse e … in colonie sempre più estese.

Qui di seguito il video: guardare per credere.

Nuovi schermi per leggere senza occhiali

Schermi per cellulari, tablet e computer in grado di compensare i difetti di vista dell’utente consentiranno di fare a meno degli occhiali da lettura.

Immagine sfocata che simula ciò che vedrebbe un utente con difetti di vista: 1. su uno schermo privo di correzioni; 2. su uno schermo a campo di luce (non descritto in questo articolo); 3. sul nuovo schermo a correzione presentato dai ricercatori del MIT; 4. in una simulazione di correzione ideale. [Immagine: Fu-Chung Huang/MIT]

Immagine sfocata che simula ciò che vedrebbe un utente con difetti di vista: 1. su uno schermo privo di correzioni; 2. su uno schermo a campo di luce (non descritto in questo articolo); 3. sul nuovo schermo a correzione presentato dai ricercatori del MIT; 4. in una simulazione di correzione ideale. [Immagine: Fu-Chung Huang/MIT]

Non sarebbe comodo se a mettersi gli occhiali, anziché noi, fosse il nostro telefono?

Un gruppo di ricercatori del MIT (Massachusetts Institute of Technology) e dell’Università di Berkeley in California hanno sviluppato uno schermo per dispositivi elettronici che si adatta ai difetti di vista di chi lo usa. Perché ciò sia possibile, ovviamente, oltre allo schermo adatto occorre anche un software adeguato.

I difetti di vista sono dati da una discrepanza tra la distanza focale dell’occhio, ossia l’intervallo spaziale in cui esso è in grado di mettere a fuoco, e la distanza effettiva dell’oggetto. Il nuovo schermo, di fatto, simula un’immagine alla corretta distanza focale, che verrebbe percepita come sfocata da un occhio sano.

Come funziona

Il meccanismo sfruttato è simile a quello che permette la visione di film in 3D: sullo schermo vengono proiettate due immagini leggermente differenti e sfasate per ciascuno dei due occhi; l’uso di occhiali speciali fa sì che ciascun occhio veda solo l’immagine a lui destinata. Questo crea l’illusione delle tre dimensioni.

Sono già stati sviluppati, proprio da ricercatori al MIT, degli schermi che consentono la visione tridimensionale senza uso di occhiali.

La correzione dei difetti di vista si effettua in maniera simile: in tal caso occorre produrre immagini distinte e non allineate per le diverse parti della pupilla.

La difficoltà data da questa tecnica è legata al fatto che rappresentare più immagini diverse sullo stesso schermo significa impiegare più pixel (unità fondamentali in cui si divide la superficie di un display) per un solo punto dell’immagine finale. In pratica, l’immagine che deve essere percepita dalla parte destra della pupilla viene spostata un po’ verso sinistra, viceversa quella per la parte sinistra della pupilla sarà leggermente spostata verso destra. Un numero maggiore di immagini sfasate consente di adattare ancora di più lo schermo alla vista.

Il fatto di dover impiegare un gruppo di pixel fisici per riprodurre un solo punto dell’immagine reale fa sì che la risoluzione dello schermo diminuisca notevolmente.

I ricercatori del MIT hanno risolto questo problema in maniera analoga a quanto fatto dai colleghi che hanno sviluppato la tecnologia 3D. In pratica, si sono resi conto che c’è una notevole ridondanza tra le varie immagini richieste per simulare i differenti angoli di visione e che, pertanto, ogni singolo pixel fisico può partecipare contemporaneamente alla formazione delle immagini per vari angoli visuali. In questo modo la perdita in risoluzione è molto più modesta.

Le immagini da riprodurre sullo schermo sono gestite e calcolate a seconda del difetto di vista dell’utente tramite un programma dedicato.

Prototipo del nuovo schermo. Una maschera che contiene una matrice di fori (sinistra) è montata di fronte allo schermo touch di un iPod Apple (in basso a destra). Lo schermo emette luce con una risoluzione angolare sufficientemente alta affinché almeno due delle immagini sovrapposte raggiungano la pupilla dell’osservatore umano. Questo effetto è illustrato in alto a destra: numeri differenti sono visibili da diverse direzioni. [Immagine: Fu-Chung Huang/MIT]

Prototipo del nuovo schermo. Una maschera che contiene una matrice di fori (sinistra) è montata di fronte allo schermo touch di un iPod Apple (in basso a destra). Lo schermo emette luce con una risoluzione angolare sufficientemente alta affinché almeno due delle immagini sovrapposte raggiungano la pupilla dell’osservatore umano. Questo effetto è illustrato in alto a destra: numeri differenti sono visibili da diverse direzioni. [Immagine: Fu-Chung Huang/MIT]

Prototipo e future versioni

Nel prototipo realizzato dai ricercatori lo schermo è ricoperto da una sottile maschera che presenta una finissima matrice di fori. Grazie ad essa ogni parte dell’occhio vede i pixel dell’immagine che le è destinata, mentre gli altri le sono invisibili.

Nella futura versione commerciale molto probabilmente questa maschera sarà eliminata e sostituita dalla tecnologia usata per i 3D, ossia la sovrapposizione di sottili schermi a cristalli liquidi. Inoltre potrà essere incluso un programma in grado di misurare i difetti di vista dell’utente e impostare di conseguenza le correzioni da apportare allo schermo.

Questa tecnologia potrà essere applicata a telefoni cellulari, palmari, tablet e computer, nonché a dispositivi GPS da usare in auto, in modo che il guidatore possa limitarsi ad usare lenti per vedere a distanza (se necessario), senza preoccuparsi dei problemi di vista da vicino.

I ricercatori del MIT hanno diffuso un video per presentare il nuovo schermo.