I ricercatori possono controllare e riconfigurare a distanza i robot morbidi

 I ricercatori della North Carolina State University e della Elon University hanno sviluppato una nuova tecnica per controllare e riconfigurare a distanza i robot morbidi. Sono stati in grado di controllare i robot, bloccarli in una posizione e riconfigurarli in modo che potessero assumere forme diverse. Il team di ricercatori è stato in grado di svilupparlo con l'uso della luce e dei campi magnetici. 

Joe Tracy, uno dei professori di scienza dei materiali e ingegneria alla NC State e autore dell'articolo sulla nuova ricerca, ha parlato degli sviluppi. 

"Siamo particolarmente entusiasti della riconfigurabilità", ha affermato. “Ingegnerizzando le proprietà del materiale, possiamo controllare a distanza il movimento del robot morbido; possiamo fargli assumere una data forma; possiamo quindi riportare il robot alla sua forma originaria o modificarne ulteriormente il movimento; e possiamo farlo ripetutamente. Tutte queste cose sono preziose, in termini di utilità di questa tecnologia nel settore biomedico o aerospaziale". 

I robot morbidi utilizzati dai ricercatori sono stati creati da un polimero incorporato con microparticelle di ferro magnetiche. Normalmente, questo tipo di materiale non è flessibile e mantiene la sua forma. La differenza nel materiale utilizzato dai ricercatori è che quando lo hanno riscaldato utilizzando la luce di un diodo a emissione di luce (LED), il polimero è diventato flessibile. 

I ricercatori hanno quindi utilizzato un campo magnetico per modificare e controllare a distanza la forma dei robot morbidi. Una volta che il robot ha avuto la forma che volevano i ricercatori, hanno rimosso la luce a LED. Una volta rimossa la luce, il robot si è irrigidito di nuovo. Questa volta era nella nuova forma. La luce LED è stata quindi riapplicata e hanno rimosso il campo magnetico. A quel punto, i robot morbidi sono stati in grado di tornare alla loro forma originale. Se non volevano che il robot tornasse alla sua forma originale, potevano applicare nuovamente la luce e utilizzare il campo magnetico per creare ancora più forme. 

Questi robot morbidi e flessibili hanno il potenziale per essere utilizzati per molte cose diverse. I ricercatori sono stati in grado di utilizzarli per sollevare e trasportare oggetti e sono stati utilizzati anche come cantilever. 

Jessica Liu, la prima autrice dell'articolo, ha parlato della nuova tecnica. 

"Non siamo limitati alle configurazioni binarie, come ad esempio un grabber aperto o chiuso", ha affermato. "Possiamo controllare la luce per garantire che un robot mantenga la sua forma in qualsiasi momento."

I ricercatori hanno anche creato un modello computazionale. Questo può essere utilizzato per creare un processo di progettazione di robot morbidi più rapido ed efficiente. Sono in grado di regolare la forma del robot, lo spessore del polimero, la quantità di microparticelle di ferro nel polimero e la dimensione e la direzione del campo magnetico. Tutto questo può essere fatto prima che costruiscano il prototipo. 

"I prossimi passi includono l'ottimizzazione del polimero per diverse applicazioni", ha affermato Joe Tracy. "Ad esempio, tecnopolimeri che rispondono a temperature diverse per soddisfare le applicazioni specifiche". 

L'articolo del ricercatore è stato pubblicato sulla rivista Anticipi Scienza. Si intitola "Riconfigurazione fototermica controllata magneticamente di compositi polimerici per robotica morbida". 

I coautori includono Jonathan Gillen, ex studente universitario presso NC State; Sumeet Mishra, ex Ph.D. studente presso NC State; e Benjamin Evans, professore associato di fisica alla Elon University.