Robot Insetti-Ispirati Monitorano Ambienti Complessi

I ricercatori dell’Università di Pittsburgh hanno progettato piccoli robot ispirati agli insetti che possono essere utilizzati in ambienti complessi e stretti difficili da raggiungere per gli esseri umani.

La nuova ricerca intitolata “Molecularly Directed, Geometrically-Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility” è stata pubblicata sulla rivista Advanced Materials Technologies.

Valutazione dell’Immaginazione e dell’Ambiente

Junfeng Gao è uno studente di dottorato in ingegneria industriale alla Swanson School of Engineering. Ha guidato il lavoro sui nuovi robot sviluppati.

“Questi robot potrebbero essere utilizzati per accedere ad aree confinate per l’imaging o la valutazione ambientale, raccogliere campioni d’acqua o eseguire valutazioni strutturali”, ha detto Gao. “Ovunque si desideri accedere a luoghi confinati – dove un insetto potrebbe andare ma una persona no – queste macchine potrebbero essere utili.”

Questo è un altro esempio di ricercatori che si ispirano alla natura per costruire i microbot odierni. Piccole creature come i gamberi e le pulci possono muoversi su superfici in un modo più efficiente in termini di energia rispetto al movimento strisciante, affidandosi a movimenti impulsivi. Questi movimenti sono stati poi replicati nei nuovi robot fatti di muscolo artificiale polimerico.

Ravi Shankar è un professore di ingegneria industriale a Pitt. Controlla il laboratorio che ha guidato la nuova ricerca.

“È come caricare una freccia in un arco e scoccarla – i robot si agganciano per costruire energia e poi la rilasciano in un’esplosione impulsiva per saltare in avanti”, ha detto Shankar. “Di solito, l’attivazione nei muscoli artificiali con cui lavoriamo è abbastanza lenta. Ci siamo imbattuti nella domanda: ‘Come possiamo prendere questo muscolo artificiale e utilizzarlo per generare un’attivazione di salto invece di un’attivazione lenta?'”

Volgendo l’Attenzione all’Ordine Molecolare e alla Geometria

Per rispondere a questa domanda, il team ha esaminato l’ordine molecolare e la geometria.

Mohsen Tabrizi è uno studente di dottorato in ingegneria industriale alla Swanson School e coautore della ricerca.

“La forma composita curva del muscolo polimerico consente di costruire energia quando è alimentato. Il modo in cui le molecole sono allineate nel muscolo trae ispirazione dal mondo naturale, dove la loro attivazione combinata costruisce energia nella struttura”, ha detto Tabrizi. “Ciò è realizzato utilizzando non più di alcuni volt di elettricità.”

Progettando i robot delle dimensioni di un grillo per essere versatili e leggeri, possono muoversi lungo superfici in movimento come la sabbia. Possono eseguire questi movimenti con la stessa facilità con cui lo fanno su superfici dure. Più impressionante è il fatto che i robot possano saltare sull’acqua.

La ricerca ha anche incluso il coautore Arul Clement.