La robotica soffice migliora con la pompa flessibile

Scienziati dell’Ecole Polytechnique Fedérale de Lausanne hanno sviluppato una piccola pompa che aiuterà ad aumentare l’efficacia dei robot autonomi soffici, degli esoscheletri leggeri e degli abiti intelligenti.

La maggior parte dei nostri attuali robot soffici sono fatti di silicone, gomma e polimeri estensibili. A differenza dei robot più duri o tradizionali, i robot soffici sono in grado di muoversi in ambienti complessi in modo più efficiente, gestire oggetti fragili e essere utilizzati in molte connessioni uomo-robot. Alcune delle aree in cui vengono utilizzati includono esoscheletri di riabilitazione e abbigliamento robotico. I robot di tipo soft-bio potrebbero eventualmente esplorare ambienti remoti e pericolosi in modo più sicuro per gli esseri umani.

I robot soffici che abbiamo ora contengono pompe rigide e rumorose che vengono utilizzate per spingere fluidi in aree importanti. Ciò limita la possibilità di ciò che i robot soffici possono essere, poiché la loro mobilità e autonomia sono limitate dalle pompe e dai tubi.

Ricercatori del Laboratorio di Trasduttori Soffici (LMTS) e del Laboratorio di Sistemi Intelligenti (LIS) dell’EPFL, insieme a ricercatori dell’Istituto di Tecnologia di Shibaura a Tokyo, in Giappone, sono responsabili di questi nuovi sviluppi. I due gruppi sono i primi ad aver sviluppato una pompa completamente soffice, fino agli elettrodi. La nuova pompa pesa circa un grammo e è completamente silenziosa, utilizzando una quantità molto piccola di energia. L’alimentazione proviene da un circuito di 2 cm per 2 cm e da una batteria ricaricabile. Questa nuova pompa potrebbe anche eliminare la necessità di utilizzare cavi.

Herbert Shea, direttore del LMTS, ha parlato della nuova tecnologia.

“Se vogliamo azionare robot più grandi, collegiamo diverse pompe insieme”, ha detto Shea. “Consideriamo questo un cambiamento di paradigma nel campo della robotica soffice”.

I ricercatori hanno pubblicato il loro lavoro in un articolo su Nature.

Un altro modo in cui le pompe soffici possono essere utilizzate è per circolare fluidi all’interno di abiti intelligenti. Ciò avverrebbe spostando i liquidi in tubi sottili e flessibili incorporati negli abiti. Ci sono molte possibilità per questo, tra cui raffreddare e riscaldare diverse aree del corpo spostando i liquidi lì. Molte professioni potrebbero trarre beneficio da questa tecnologia, tra cui chirurghi, atleti e piloti.

Le nuove pompe soffici sono “basate sul meccanismo fisico utilizzato oggi per circolare il liquido di raffreddamento in sistemi come i supercomputer”. La disposizione della pompa include un canale a forma di tubo con un diametro di 1 mm, e all’interno ci sono file di elettrodi stampati. All’interno della pompa c’è un liquido dielettrico. Vengono applicate tensioni e gli elettroni vanno dagli elettrodi al liquido. Ciò fa sì che alcune delle molecole diventino elettricamente cariche. Queste molecole vengono quindi attratte da altri elettrodi e tirano il fluido attraverso il tubo con loro. Secondo Vito Cacucciolo, un post-dottorato al LMTS e autore principale dello studio, “Possiamo accelerare il flusso regolando il campo elettrico, ma rimane completamente silenzioso”.

Questa tecnologia è già in fase di test in alcune aree. I ricercatori sono riusciti a impiantare con successo la pompa in un dito robotico comunemente utilizzato nei laboratori di robotica. I ricercatori stanno anche lavorando con il laboratorio di Koichi Suzumori in Giappone. Lì, stanno lavorando su muscoli artificiali azionati da fluidi e esoscheletri flessibili.

Il team di ricercatori ha anche utilizzato la nuova tecnologia in un guanto di stoffa. Il guanto ha tubi in tutto il suo corpo che possono trasportare liquido per riscaldare e raffreddare diverse aree del guanto. “Funziona un po’ come il tuo sistema di riscaldamento e raffreddamento domestico”, ha detto Cacucciolo.

Questa nuova tecnologia continuerà a svilupparsi e probabilmente attirerà aziende da vari settori. Alcune hanno già mostrato interesse fin dall’inizio. Ci sono molte possibilità con i nuovi robot soffici e le pompe estensibili che possono aiutare a sviluppare molti prodotti di interfaccia uomo-robot