Nuovi ’muscoli’ robotici, abbastanza forti da sollevare una palla da baseball e abbastanza delicati da maneggiare un lampone

Sviluppata una nuova muscolatura ibrida che potrebbe permettere ai soft robot di svolgere compiti “più umani”.

I robot stanno brandendo un nuovo tipo di soft power. I ricercatori li hanno equipaggiati con una nuova classe di muscoli, che proprio come la nostra offre sia forza e sensibilità. Non invadendo né danneggiando gli oggetti che manipolano, tali muscoli potrebbero un giorno contribuire ad aiutare una nuova generazione di soft robot a svolgere compiti delicati: dalla raccolta di frutta all’assistenza agli anziani.

I robot, in particolare quelli utilizzati nella produzione, sono stati a lungo bravi in attività ripetitive che richiedono molta potenza, come la saldatura di pezzi di un telaio di un’auto. Ma i loro movimenti tendono ad essere rigidi e inadatti per compiti che richiedono una forza variabile. Sono anche potenzialmente pericolosi per chiunque sia troppo vicino. Ricercatori di robotica stanno cercando di creare versioni più soft che possano lavorare a fianco dell’ uomo o anche come parte di loro, come protesi per aiutare le persone paralizzate a camminare.

Due tecnologie muscolari soft sono balzate in primo piano: gli attuatori pneumatici, che pompano gas o liquidi in sacchetti morbidi per creare particolari movimenti, e i dispositivi chiamati attuatori elastomerici dielettrici, che applicano un campo elettrico attraverso una plastica flessibile isolante per renderla deformabile con un movimento particolare. Gli attuatori pneumatici sono potenti e facili da realizzare, ma le pompe possono essere ingombranti e il movimento di gas e fluidi può essere lenti. Gli attuatori in elastomero dielettrico sono veloci ed efficienti dal punto di vista energetico; ma spesso falliscono catastroficamente quando una scarica di elettricità esplode attraverso la plastica.

Ora, ricercatori guidati da Christoph Keplinger, un fisico presso l’Università del Colorado di Boulder, hanno sposato il meglio di entrambe le tecnologie, creando attuatori simil-muscolo morbidi che utilizzano l’elettricità per guidare il movimento di liquidi all’ interno di piccole sacchetti.

Il design è semplice. Gli attuatori iniziano con piccole buste di plastica che contengono un liquido isolante, come l’olio di colza normale del supermercato. Quando i ricercatori applicano una tensione tra gli elettrodi posti su entrambi i lati del sacchetto, vengono trafilati insieme, comprimendo il liquido e provocando il suo flusso verso le regioni vicine. Il risultato è che l’attuatore cambia forma e tutto ciò che è collegato ad esso si muove.

Keplinger e i suoi colleghi riferiscono oggi in un paio di articoli di Science e Science Robotics che hanno creato tre modelli di muscoli soft che si contraggono con la precisione e la forza dei muscoli scheletrici dei mammiferi. Nel loro documento per Science, il team di Keplinger ha mostrato che una serie di attuatori a forma di ciambella avevano la destrezza necessaria per consentire ad una pinza robotizzata di raccogliere e trattenere un lampone. Essi hanno anche dimostrato che nel caso in cui un bullone conduttore avesse generato un arco elettrico tra gli elettrodi attraverso il liquido isolante , qualsiasi “danno” sarebbe stato immediatamente riparato una volta scomparso l’arco, e del nuovo liquido sarebbe potuto scorrervi attraverso . E in Science Robotics, il team di Keplinger riferisce di aver creato altri due modelli muscolari che si contraggono linearmente, proprio come un bicipite umano, consentendo loro di sollevare molto più del proprio peso a un ritmo di ripetizione rapido.

“Questo è un grande passo,” dice Robert Shepherd, esperto di soft robotica della Cornell University. “Quello che hanno è il vantaggio del sistema fluido con controllo elettrico diretto.” Questa combinazione, dice Shepherd, potrebbe stimolare numerose applicazioni, tra cui dispositivi protesici più realistici e soft robot in grado di lavorare al fianco delle persone senza problemi di sicurezza. E poiché i materiali per la costruzione di muscolature soft sono a buon mercato e facilmente disponibili, seguiranno sicuramente altri nuovi progetti.

Aspettando che ciò avvenga, ecco gli attuatori del team di Keplinger in azione:

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Tradotto in Italiano. Articolo originale: Science

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