I ricercatori sviluppano un rivoluzionario muscolo artificiale auto-sensibile

I ricercatori della Queen Mary University di Londra hanno aperto la strada a un'eccezionale svolta nel campo della bionica, sviluppando un nuovo muscolo artificiale elettrico a rigidità variabile con capacità di auto-rilevamento. Questa tecnologia rivoluzionaria, come rivelato in Sistemi intelligenti avanzati, sta per trasformare i domini della robotica morbida e delle applicazioni mediche. Con la capacità di passare senza sforzo tra stati morbidi e duri, rilevando anche forze e deformazioni, questo muscolo artificiale imita la flessibilità e l'elasticità del muscolo naturale, facilitando l'integrazione in complessi sistemi robotici morbidi e l'adattamento a diverse forme.

Tecnologia a rigidità variabile e il suo potenziale

"Potenziare i robot, in particolare quelli realizzati con materiali flessibili, con capacità di auto-rilevamento è un passo fondamentale verso la vera intelligenza bionica", afferma il dott. Ketao Zhang, ricercatore capo e docente presso la Queen Mary.

Il nuovo muscolo artificiale ideato dal team di ricerca mostra una notevole durabilità con una capacità di allungamento superiore al 200% lungo la direzione della lunghezza, rendendolo un ottimo candidato per varie applicazioni.

La rigidità di questo muscolo artificiale può variare rapidamente regolando la tensione, ottenendo una modulazione continua con una variazione di rigidità superiore a 30 volte. Questa caratteristica, basata sulla tensione, offre un vantaggio significativo in termini di velocità di risposta rispetto ad altri muscoli artificiali. Inoltre, il muscolo può monitorare la propria deformazione attraverso le variazioni di resistenza, eliminando la necessità di sensori separati, semplificando i meccanismi di controllo e riducendo i costi.

Fabbricazione semplice e applicazioni estese

Il processo di fabbricazione di questo muscolo artificiale autosensibile è semplice e affidabile. I nanotubi di carbonio vengono miscelati con silicone liquido utilizzando la tecnologia di dispersione ultrasonica e quindi rivestiti uniformemente per creare un catodo a strati sottili, che funge anche da parte sensibile del muscolo artificiale. Dopo che i materiali liquidi si sono induriti, si forma un muscolo artificiale a rigidità variabile completamente autosensibile.

Le potenziali applicazioni di questa tecnologia flessibile a rigidità variabile sono molteplici, spaziando dalla robotica morbida alle applicazioni mediche. La perfetta integrazione di questa tecnologia con il corpo umano apre nuove possibilità per assistere persone con disabilità o pazienti nello svolgimento di attività quotidiane essenziali. Integrando il muscolo artificiale auto-rilevante, i dispositivi robotici indossabili possono monitorare le attività del paziente e fornire resistenza regolando i livelli di rigidità, facilitando il ripristino della funzionalità muscolare durante l'allenamento riabilitativo.

Il dottor Zhang accentua l'importanza di questa ricerca, affermando: “Sebbene ci siano ancora sfide da affrontare prima che questi robot medici possano essere impiegati in contesti clinici, questa ricerca rappresenta un passo cruciale verso l'integrazione uomo-macchina. Fornisce un modello per lo sviluppo futuro di robot morbidi e indossabili”.

Lo studio innovativo condotto dai ricercatori della Queen Mary University di Londra rappresenta una pietra miliare significativa nel campo della bionica. Lo sviluppo di muscoli artificiali elettrici autosensibili pone le basi per i progressi nella robotica morbida e nelle applicazioni mediche, segnando un passo avanti cruciale nella realizzazione del potenziale della tecnologia bionica.