Un Nuovo Sviluppo nella Robotica Morbida
I ricercatori della North Carolina State University hanno recentemente sviluppato attuatori idraulici miniaturizzati, progettati per controllare i movimenti e la forma dei robot morbidi. Questi attuatori, con uno spessore inferiore a un millimetro, rappresentano una svolta nel campo della robotica morbida, con applicazioni potenziali che spaziano dai robot microscopici alle macchine mutaforma, fino all’ingegneria biomedica.
Tecnologia e Design dei Robot Morbidi
La tecnica sviluppata si basa sull’uso di tecnologie di stampa 3D multimateriale disponibili in commercio e di polimeri a memoria di forma. Questi materiali innovativi permettono di modellare i robot morbidi in forme specifiche e di riportarli alla loro forma originale quando necessario. I robot morbidi sono composti da due strati principali: un polimero flessibile, che include un sistema di canali microfluidici, e un polimero a memoria di forma. Il risultato è un dispositivo con uno spessore complessivo di appena 0,8 mm.
Funzionamento tramite Pressione Idraulica
Il movimento e la forma dei robot morbidi sono controllati attraverso la pressione idraulica generata nei canali microfluidici. Pompando un liquido all’interno di questi canali, si crea una pressione che permette al robot di piegarsi, girare o eseguire altri movimenti complessi. Il disegno dei canali e la quantità di fluido pompato determinano la velocità e la forza del movimento.
Fissazione della Forma e Ritorno allo Stato Iniziale
Per mantenere il robot in una determinata forma, è possibile applicare un calore moderato di circa 64°C, consentendo al polimero a memoria di forma di “fissare” la configurazione desiderata anche dopo la rimozione del liquido dai canali. Per riportare il robot alla sua forma originale, basta applicare nuovamente il calore, permettendo al dispositivo di ritornare alla sua configurazione iniziale.
Dimostrazioni e Applicazioni Future
A titolo dimostrativo, i ricercatori hanno sviluppato una pinza robotica morbida capace di afferrare piccoli oggetti, utilizzando la pressione idraulica per chiudersi attorno ad essi. Questa pinza, ispirata alla natura, può avvolgere un oggetto e trattenerlo saldamente, dimostrando l’efficacia della tecnologia.
Jie Yin, autore principale dello studio e professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso NC State, ha sottolineato come questa tecnica possa rappresentare un passo avanti significativo nella robotica morbida. La velocità di riscaldamento e raffreddamento rapidi dei robot consente un controllo preciso e rapido, rendendo l’intero processo estremamente efficiente.
Haitao Qing, coautore dello studio, ha aggiunto che questa tecnologia apre nuove possibilità per lo sviluppo di robot morbidi su scala ridotta, macchine mutaforma e dispositivi biomedici avanzati.
Questa innovazione nella robotica morbida rappresenta una nuova frontiera nella progettazione di dispositivi microfluidici e biomimetici, con un potenziale significativo per applicazioni in vari settori della tecnologia e della medicina.
