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 su Scientific Reports.

Il gruppo di ricercatori include il professor Hani Naguib. La squadra si concentra su materiali intelligenti, in particolare sugli attuatori elettrotermici (ETAs). Gli ETAs sono dispositivi realizzati con polimeri speciali che possono essere programmati per rispondere fisicamente a cambiamenti elettrici o termici. Possono essere programmati per mimare i riflessi muscolari e possono reagire fisicamente alla temperatura, stringendosi quando fa freddo e rilassandosi quando fa caldo.

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 arrampicarsi come un bruco. Un’altra area in cui saranno importanti è l’industria manifatturiera. I robot morbidi potrebbero sostituire alcuni robot metallici che esistono attualmente.

“Attualmente, i robot che si trovano nell’industria sono pesanti, solidi e chiusi in gabbie per motivi di sicurezza”, spiega Naguib.

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

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

Secondo lo studente di dottorato e autore principale della pubblicazione, Yu-Chen (Gary) Sun, “Le ricerche esistenti documentano 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 di induzione termica, rilassamento e cura per creare un ETA con uno stato di riposo tridimensionale. Ciò porta a un nuovo insieme di forme e movimenti possibili.

“Ciò che è anche nuovo è la potenza richiesta per indurre il movimento del bruco. La nostra è più efficiente di qualsiasi cosa esistente nella letteratura di ricerca fino ad ora”, dice 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 fuoriuscita di gas o un incendio – potremmo dotare un robot strisciante di un sensore per misurare l’ambiente pericoloso”, spiega Naguib. “Nell’aviazione, 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 vestiti. Questi vestiti si comprimerebbero o si rilasserebbero in base alla temperatura del corpo, il che potrebbe essere terapeutico per gli atleti”, dice Naguib. Il team sta anche studiando se gli abiti intelligenti potrebbero essere benefici per le lesioni della colonna vertebrale.

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

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