Robot morbido che si muove come un verme potrebbe rivoluzionare gli indumenti indossabili

Traendo spunto dalla natura e lavorando con i cambiamenti di temperatura, un gruppo di ricercatori è riuscito a creare un robot morbido che si muove come un verme. Fra le molte applicazioni possibili ci sono gli indumenti intelligenti.

I ricercatori della Faculty of Applied Science & Engineering dell’Università di Toronto hanno creato un robot in miniatura che può strisciare con un movimento simile a quello di un verme. La tecnologia di base potrebbe un giorno trasformare le industrie dell’aviazione e dei dispositivi indossabili intelligenti.

Il professor Hani Naguib e il suo gruppo di lavoro sono specializzati in materiali intelligenti. Una linea della loro ricerca si concentra sugli attuatori elettrotermici (ETA), dispositivi realizzati con polimeri specializzati che possono essere programmati per rispondere fisicamente ai cambiamenti elettrici o termici. Ad esempio, un ETA potrebbe essere programmato per imitare i riflessi muscolari, tendendosi quando fa freddo e rilassandosi quando fa caldo.

Naguib e il suo team stanno applicando questa tecnologia al campo della robotica, creando robot “morbidi” che possono strisciare e arricciarsi. Sono convinti che un giorno potrebbero sostituire i robot ingombranti e metallici presenti, ad esempio, nelle industrie manifatturiere. Naguib spiega infatti che “in questo momento, i robot presenti nell’industria sono pesanti, solidi e ingabbiati, perché rappresentano un rischio per la sicurezza degli operai nelle fabbriche. L’industria manifatturiera si sta modernizzando e c’è sempre più enfasi sull’interazione uomo-robot. I robot morbidi e adattabili sono l’ideale per questa collaborazione”.

Sebbene i materiali reattivi siano stati studiati per decenni, il gruppo di lavoro ha scoperto un nuovo approccio per programmarli, arrivando a imitare il movimento di un verme, illustrato in un documento pubblicato sulla rivista Scientific Reports. Yu-Chen (Gary) Sun, autore principale dello studio, spiega che “la ricerca esistente documenta la programmazione di ETA a partire da uno stato di riposo piatto. La programmabilità della forma di una struttura bidimensionale è limitata, quindi la risposta è solo un movimento flettente”.

Quello che hanno fatto Sun e i colleghi è stato creare un ETA con uno stato di riposo tridimensionale. Hanno usato un metodo di induzione termica, che apre molte più possibilità nella forma e nel movimento del robot morbido. Un’altra novità, come afferma Sun, è “l’alimentazione necessaria per indurre il movimento del verme. La nostra soluzione è più efficiente di qualsiasi altra finora proposta nella letteratura di ricerca”.

Naguib reputa che questi robot programmabili che cambiano forma rivoluzioneranno non solo le industrie manifatturiere: potrebbero essere utili in settori quali sicurezza, aviazione, chirurgia ed elettronica indossabile. “In situazioni in cui gli esseri umani potrebbero essere in pericolo, come una perdita di gas o un incendio, potremmo equipaggiare un robot strisciante con un sensore per misurare l’ambiente dannoso”, spiega Naguib.

Un’altra applicazione decisamente avveniristica ipotizzata dal professore è quella di realizzare velivoli aerospaziali con le ali che si trasformano. Per questa occorrerà molto tempo, mentre l’impatto più immediato si vedrà nella tecnologia indossabile. “Stiamo lavorando per applicare questo materiale agli indumenti. Potrebbero stringersi o allargarsi in base alla temperatura corporea, con effetto terapeutico ad esempio per gli atleti”, spiega Naguib. Il team sta inoltre studiando se gli indumenti intelligenti possano essere utili per le lesioni del midollo spinale.

La ricerca proseguirà nel corso del prossimo anno e gli scienziati si concentreranno su altri tipi di movimenti, come quelli delle ali di una farfalla.