I fisici promuovono i robot mutaforma di nuova generazione

Un team di fisici dell'Università di Bath ha scoperto un nuovo modo per rivestire i robot morbidi con materiali che consentono loro di muoversi e funzionare in modo più efficace. Il nuovo progresso porterà alla prossima generazione di robot mutaforma. 

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista scientifica Anticipi Scienza. 

Importante svolta sulla materia attiva

Secondo gli autori dello studio, la nuova svolta sulla "materia attiva" potrebbe rappresentare un importante punto di svolta nella progettazione robotica. Se il concetto viene ulteriormente sviluppato, gli esperti potrebbero eventualmente determinare la forma, il comportamento e il movimento di un solido morbido mediante l'attività controllata dall'uomo sulla sua superficie, piuttosto che la sua naturale elasticità. 

La superficie del materiale più morbido si restringe in una sfera, simile al modo in cui l'acqua gocciola in goccioline. Ciò accade a causa della superficie di liquidi e altri materiali morbidi che si contraggono naturalmente nella superficie più piccola possibile. Tuttavia, la materia attiva può essere progettata per non seguire questo schema. 

Con queste tecniche e la materia attiva, gli esperti sperano che la prossima generazione di macchine sarà costituita da molte singole unità attive che lavorano insieme per determinare il movimento e la funzione della macchina. Prima di questa possibilità, queste macchine erano governate da un controllore centrale. Il nuovo design è simile al modo in cui funzionano i nostri tessuti biologici. 

Progettazione di nuove macchine morbide

Gli scienziati potrebbero prendere questo progetto e creare macchine morbide con braccia costituite da materiali flessibili alimentati da robot che si trovano sulla superficie dei materiali. Un'altra possibilità è modificare le dimensioni e la forma delle capsule di rilascio dei farmaci rivestendo la superficie delle nanoparticelle con un materiale reattivo e attivo. 

Secondo il dottor Jack Binysh, primo autore dello studio, uno degli aspetti più interessanti del nuovo sviluppo è che sfida il modo in cui guardiamo alle "regole familiari della natura". 

“La materia attiva ci fa guardare alle regole familiari della natura - regole come il fatto che la tensione superficiale deve essere positiva - sotto una nuova luce. Vedere cosa succede se infrangiamo queste regole e come possiamo sfruttare i risultati è un posto entusiasmante per fare ricerca", afferma il dott. Binysh.

Dr. Anton Souslov è un corrispondente autore della ricerca. 

“Questo studio è un'importante prova di concetto e ha molte implicazioni utili. Ad esempio, la tecnologia futura potrebbe produrre robot morbidi che sono molto più soffici e migliori nel raccogliere e manipolare materiali delicati", afferma il dott. Souslov. 

I ricercatori hanno sviluppato teoria e simulazioni per descrivere un solido morbido 3D con una superficie che subisce sollecitazioni attive. I risultati hanno dimostrato che le sollecitazioni attive espandono la superficie del materiale e trascinano il solido sottostante, provocando un cambiamento di forma globale. La forma assunta dal solido potrebbe quindi essere modificata alterando le proprietà elastiche del materiale. 

Il team di ricercatori cercherà ora di applicare questo principio per progettare robot più specifici e approfondirà il comportamento collettivo e cosa succede quando più solidi attivi vengono messi insieme.