I ricercatori possono controllare e riorganizzare a distanza i robot morbidi

 I ricercatori della North Carolina State University e della Elon University hanno sviluppato una nuova tecnica per controllare e riorganizzare a distanza i robot morbidi. Sono stati in grado di controllare i robot, bloccarli in una posizione e riorganizzarli in modo che potessero assumere forme diverse. Il team di ricercatori è stato in grado di sviluppare questo utilizzando la luce e i campi magnetici. 

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

“Siamo particolarmente entusiasti della riorganizzabilità”, ha detto. “Ingegnerizzando le proprietà del materiale, possiamo controllare il movimento del robot morbido a distanza; possiamo farlo mantenere una forma data; possiamo poi riportare il robot alla sua forma originale o ulteriormente modificare il suo 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 con un polimero incorporato con microparticelle di ferro magnetiche. Normalmente, questo tipo di materiale non è flessibile e mantiene la sua forma. Ciò che è diverso 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 malleabile. 

I ricercatori hanno poi utilizzato un campo magnetico per cambiare e controllare a distanza la forma dei robot morbidi. Una volta che il robot ha assunto la forma desiderata, hanno rimosso la luce LED. Una volta rimossa la luce, il robot è diventato rigido 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 di nuovo la luce e utilizzare il campo magnetico per creare ulteriori 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 travi. 

Jessica Liu, la prima autrice del documento, ha parlato della nuova tecnica. 

“Non siamo limitati a configurazioni binarie, come un afferratore che può essere aperto o chiuso”, ha detto. “Possiamo controllare la luce per assicurarci che un robot mantenga la sua forma in qualsiasi punto.”

I ricercatori hanno anche creato un modello computazionale. Questo può essere utilizzato per creare un processo di progettazione dei robot morbidi più veloce e più 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 ciò può essere fatto prima di costruire il prototipo. 

“I prossimi passi includono l’ottimizzazione del polimero per diverse applicazioni”, ha detto Joe Tracy. “Ad esempio, ingegnerizzare polimeri che rispondono a temperature diverse per soddisfare le specifiche applicazioni.” 

Il documento dei ricercatori è stato pubblicato sulla rivista Science Advances. Si intitola “Riconfigurazione dei composti polimerici controllata fototermicamente e magneticamente per la robotica morbida.” 

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