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Cosa ti viene in mente quando senti la parola "robotica"? La maggior parte delle persone immaginerebbe una macchina metallica che funziona con l'elettricità. Mentre vengono fatti molti progressi per raggiungere i tipi di robot comunemente visti nella fantascienza, c'è un altro ramo della robotica che potrebbe sorprenderti.
Gli ultimi anni hanno visto un aumento di interesse per la robotica dal corpo molle. Questi tipi di robot possono essere realizzati in diversi modi. Tuttavia, il tema comune è l'uso di materiali elastici per creare robot che siano sia sicuri che adattabili in una varietà di contesti.
I robot tradizionali a corpo rigido, come quelli che potresti trovare in una fabbrica semiautomatica, spesso non sono adatti per determinati ambienti. Questi tipi di robot di solito si basano su movimenti e algoritmi precisi per prevenire le collisioni. Il materiale utilizzato può anche renderlo pericoloso se utilizzato in prossimità dell'uomo.
Ci sono molti laboratori di ricerca in tutto il mondo che stanno cercando di creare il robot ideale per i corpi morbidi.
In questo blog, daremo un'occhiata a un recente sviluppo dell'Università cinese di Hong Kong, il cosiddetto robot magnetico per melma. Esploreremo anche le applicazioni pratiche della nuova tecnologia e le sue attuali limitazioni.
Cos'è la robotica morbida?
La robotica morbida è un sottocampo della robotica che mira a progettare e sviluppare robot composti da materiali conformi.
Cosa intendiamo per conforme? Il termine "conforme" in ingegneria meccanica si riferisce a un tipo di meccanismo che realizza il movimento attraverso la deformazione elastica. Questo è in contrasto con i tipici corpi rigidi che potresti vedere nei robot attuali.
Mentre molti robot dal corpo rigido utilizzano strategicamente componenti morbidi, la ricerca nella robotica morbida mira generalmente a una macchina completamente morbida.
Ti starai chiedendo come si muoverebbe un robot morbido. I ricercatori hanno dovuto escogitare nuovi modi per controllare i robot morbidi senza il telaio metallico comune a molti robot rigidi.
Alcuni ricercatori usano la forza elettrostatica per cambiare la forma dei materiali. Altri robot morbidi utilizzano polimeri speciali che possono cambiare forma quando il calore viene introdotto nel materiale. Questi materiali ricorderanno la loro forma originale anche dopo molti sbalzi di temperatura.
Utilizzo dell'attuazione magnetica
I ricercatori hanno anche esaminato la creazione di robot morbidi che vengono azionati magneticamente. I ricercatori dell'Università cinese di Hong Kong stanno sperimentando a nuova forma di robot dal corpo morbido che utilizzano i magneti per controllare un robot "melma" non newtoniano a base di fluidi.
I ricercatori hanno provato a utilizzare un diverso tipo di materiale rispetto alla precedente ricerca sui robot magnetici dal corpo morbido.
La ricerca precedente utilizzava silicone o ferrofluido che arrivavano con i loro limiti. I robot morbidi a base di elastomeri o silicone avevano una deformabilità limitata mentre il ferrofluido era ritenuto troppo instabile per molti casi d'uso.
I ricercatori di Hong Kong hanno creato una melma composta da una miscela di alcol polivinilico (PVA) e borace. Nel fluido sono mescolate minuscole particelle magnetiche che hanno permesso ai ricercatori di manipolare il fluido utilizzando un campo magnetico.
Il fluido non newtoniano aveva proprietà autorigeneranti che consentivano al robot di connettersi con altre parti separate e combinarsi in un tutto.
Applicazioni e limitazioni
La capacità del robot di navigare attraverso canali stretti ha portato ad alcune possibili applicazioni in ambito sanitario.
Ad esempio, il robot slime potrebbe essere ingerito da un essere umano e utilizzato per estrarre oggetti nocivi senza l'uso di un intervento chirurgico.
I ricercatori hanno anche dimostrato nel loro articolo che anche il fluido utilizzato è conduttivo. Ciò significa che la melma magnetica può fungere da interruttore del circuito e possibilmente come mezzo per riparare i circuiti danneggiati.
La melma magnetica potrebbe fungere da sensore di movimento in grado di adattarsi a flessione e ambienti meccanici dinamici.
Sebbene promettenti, tutte queste applicazioni sono ancora proposte nella migliore delle ipotesi e saranno necessarie ulteriori ricerche per migliorare ulteriormente le prestazioni del robot melma.
I ricercatori hanno notato che la melma stessa è tossica e attualmente non adatta per l'uso nel corpo umano. Le particelle magnetiche che controllano la melma rendono tossico il robot della melma. I ricercatori dovevano aggiungere uno strato di rivestimento in silice per rendere la melma sicura da usare.
Conclusione
Il campo della robotica morbida è ancora relativamente nuovo, ma mostra già molte promesse. Il potenziale utilizzo di robot dal corpo morbido in applicazioni mediche e chirurgiche potrebbe portare a più vite salvate. L'idea di robot morbidi indossabili potrebbe potenzialmente aiutare le persone con disabilità.
Sono rimasto persino stupito dal fatto che gli scienziati della NASA abbiano iniziato a farlo sviluppare robot dal corpo morbido per aiutare gli astronauti a rimanere al sicuro durante l'orbita.
Si spera che ulteriori ricerche sbloccheranno il pieno potenziale della robotica dal corpo molle in un mondo in cui gli umani hanno riposto sempre più fiducia nelle macchine.
Cosa ne pensi del futuro della robotica morbida?
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