Gli ingegneri creano un robot che può muoversi come un bruco

I ricercatori di ingegneria dell’Università di Toronto hanno sviluppato un piccolo robot che può muoversi in modo simile a un bruco. Questa nuova tecnologia può avere un impatto su vari settori, tra cui l’aviazione e la tecnologia intelligente.

La ricerca è stata pubblicata in Scientific Reports.

Il gruppo di ricercatori di ingegneria include il professor Hani Naguib. Il team si concentra su materiali intelligenti, in particolare sugli attuatori elettrotermali (ETAs). Gli ETAs sono dispositivi realizzati con polimeri specifici che possono essere programmati per rispondere fisicamente a cambiamenti elettrici o termici. Possono essere programmati per imitare i riflessi muscolari e possono reagire fisicamente alla temperatura stringendosi nel freddo e rilassandosi quando sono caldi.

Il professor Naguib e il team di ingegneri stanno utilizzando questa nuova tecnologia nella robotica e stanno sviluppando robot morbidi in grado di strisciare e arricciarsi come un bruco. Un’altra area in cui saranno importanti è nell’industria manifatturiera. I robot morbidi potrebbero sostituire alcuni robot rivestiti di metallo che esistono attualmente.

“Al momento, i robot che si trovano nell’industria sono pesanti, solidi e separati dai lavoratori nel pavimento della fabbrica, perché rappresentano un pericolo per la sicurezza”, spiega Naguib.

“Ma l’industria manifatturiera si sta modernizzando per soddisfare la domanda. Sempre più, c’è un’enfasi sull’incorporazione dell’interazione uomo-robot”, afferma. “I robot morbidi e adattabili possono sfruttare questa collaborazione”.

Lo studio dei materiali rispondenti è stato condotto per molto tempo, ma il gruppo di ingegneri ha scoperto un nuovo modo di programmarli per ottenere i movimenti robotici del bruco.

Secondo lo studente di dottorato e autore principale del documento, Yu-Chen (Gary) Sun, “La ricerca esistente documenta la programmazione degli ETAs da uno stato di riposo piatto. La forma-programmabilità di una struttura bidimensionale è limitata, quindi la risposta è solo un movimento di flessione”.

Il team ha utilizzato un metodo termico-indotto, di rilassamento e cura per creare un ETA con uno stato di riposo tridimensionale. Ciò porta a un intero nuovo set di forme e movimenti possibili.

“Ciò che è anche innovativo è la potenza richiesta per indurre il movimento del bruco. La nostra è più efficiente di qualsiasi cosa che sia esistita nella letteratura di ricerca fino ad ora”, afferma Sun.

Secondo il professor Naguib, questo nuovo campo della robotica può rivoluzionare completamente molti settori, tra cui la sicurezza, l’aviazione, la chirurgia e l’elettronica indossabile.

In situazioni in cui gli esseri umani potrebbero essere in pericolo – una perdita di gas o un incendio – potremmo dotare un robot strisciante di un sensore per misurare l’ambiente pericoloso”, spiega Naguib. “Nell’aerospaziale, potremmo vedere materiali intelligenti come chiave per le prossime generazioni di aerei con ali che si trasformano”.

Le prime applicazioni saranno probabilmente nel campo della tecnologia indossabile.

“Stiamo lavorando per applicare questo materiale ai capi di abbigliamento. Questi capi di abbigliamento si comprimerebbero o si rilasserebbero in base alla temperatura del corpo, il che potrebbe essere terapeutico per gli atleti”, afferma Naguib. Il team sta anche studiando se gli indumenti intelligenti potrebbero essere benefici per le lesioni alla colonna vertebrale.

Il team di ricercatori si concentrerà ora sul rendere il movimento strisciante rispondente più veloce e si concentrerà su nuove configurazioni.

“In questo caso, l’abbiamo addestrato a muoversi come un verme”, afferma. “Ma il nostro approccio innovativo significa che potremmo addestrare i robot a imitare molti movimenti – come le ali di una farfalla”.