I ricercatori sviluppano un rivoluzionario muscolo artificiale auto-sensibile

I ricercatori dell’Università di Londra Queen Mary hanno fatto una scoperta eccezionale nel campo della bionica, sviluppando un nuovo muscolo artificiale elettrico con tecnologia di stiffzza variabile e capacità di auto-sensing. Questa tecnologia rivoluzionaria, come rivelato in Advanced Intelligent Systems, è destinata a trasformare i domini della robotica morbida e delle applicazioni mediche. Con la capacità di trasformarsi facilmente tra stati morbidi e duri e di rilevare forze e deformazioni, questo muscolo artificiale imita la flessibilità e la stretchabilità del muscolo naturale, facilitando l’integrazione in sistemi robotici morbidi complessi e l’adattamento a forme diverse.

Tecnologia di stiffzza variabile e suo potenziale

“Dotare i robot, specialmente quelli realizzati con materiali flessibili, di capacità di auto-sensing è un passo fondamentale verso la vera intelligenza bionica”, afferma il dottor Ketao Zhang, il ricercatore capo e docente alla Queen Mary.

Il nuovo muscolo artificiale progettato dal team di ricerca presenta una notevole durata con una capacità di allungamento superiore al 200% nella direzione della lunghezza, rendendolo un eccellente candidato per varie applicazioni.

La stiffzza di questo muscolo artificiale può cambiare rapidamente regolando le tensioni, raggiungendo una modulazione continua con un cambiamento di stiffzza superiore a 30 volte. Questa caratteristica a guida di 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 cambiamenti di resistenza, eliminando la necessità di disposizioni sensoriali separate, semplificando i meccanismi di controllo e riducendo i costi.

Fabbricazione semplice e applicazioni estese

Il processo di fabbricazione per questo muscolo artificiale auto-sensibile è semplice e affidabile. I nanotubi di carbonio vengono mescolati con silicone liquido utilizzando la tecnologia di dispersione ultrasonica e quindi rivestiti uniformemente per creare un catodo sottile a strati, che funge anche da parte di sensing del muscolo artificiale. Dopo che i materiali liquidi si sono solidificati, si forma un muscolo artificiale auto-sensibile con stiffzza variabile completo.

Le potenziali applicazioni di questa tecnologia di stiffzza variabile flessibile sono estese, andando dalla robotica morbida alle applicazioni mediche. Questa tecnologia si integra perfettamente con il corpo umano, aprendo possibilità per assistere individui con disabilità o pazienti nell’esecuzione di attività quotidiane essenziali. Integrando il muscolo artificiale auto-sensibile, i dispositivi robotici indossabili possono monitorare le attività del paziente e fornire resistenza regolando i livelli di stiffzza, facilitando il recupero della funzione muscolare durante l’allenamento di riabilitazione.

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

Lo studio rivoluzionario condotto dai ricercatori dell’Università di Londra Queen Mary rappresenta un importante traguardo nel campo della bionica. Lo sviluppo di muscoli artificiali elettrici auto-sensibili apre la strada a progressi nella robotica morbida e nelle applicazioni mediche, segnando un passo fondamentale verso la realizzazione del potenziale della tecnologia bionica.