Nella sua forma allungata, questo braccio robotico sembra una sorta di fisarmonica che può espandersi e ripiegarsi su se stessa in modo efficace per mille applicazioni.
Questo design, descritto in dettaglio in un nuovo studio pubblicato sulla rivista PNAS, è ispirato al tentacolo del polpo e imita il modo in cui si allunga, torce e manipola gli oggetti. I suoi creatori sperano che possa essere integrato in applicazioni biomediche per assistere in procedure o operazioni invasive, come l’inserimento di un tubo di respirazione attraverso la bocca, o l’applicazione di un catetere.
“Il sistema nervoso del polpo si trova nei suoi tentacoli,” dice Ruike Renee Zhao, assistente professore di ingegneria meccanica alla Stanford University e autore del nuovo documento.
Quello che stiamo facendo qui è imitare il suo sistema di braccia altamente intelligente. Perché il tentacoli di un polpo è così versatile che potrebbe avere centinaia, migliaia di movimenti diversi per interagire con gli oggetti.
Ruike Renee Zhao, Stanford University
Come è fatto il nuovo braccio robotico ispirato al polpo
Il nuovo braccio robotico deve la sua flessibilità ad alcune caratteristiche chiave, inclusi i movimenti alimentati da un campo magnetico anziché da motori, pannelli ispirati agli origami e un esoscheletro morbido.
Il polpo ”origami”
Una serie di minuscoli segmenti costituisce un unico braccio di questo soft robot. All’interno di ogni segmento, due piastre esagonali in silicone morbido incastonate con particelle magnetiche in pannelli di plastica inclinati progettati con un motivo origami kresling, uno stile di origami che si attorciglia per allungarsi e contrarsi. La forma dei pannelli consente al braccio di estendersi in un tubo o di ridursi nella sua configurazione compressa, proprio come accade per i tentacoli del polpo.
A causa delle piastre magnetizzate in tutto il braccio, il polpo robotico può essere azionato a distanza utilizzando un forte campo magnetico, un po’ come quelli creati all’interno di uno scanner MRI. Durante le fasi di test, i ricercatori hanno utilizzato bobine elettromagnetiche per creare un campo magnetico tridimensionale attorno al braccio. Regolando la direzione del campo magnetico attorno al braccio, sono in grado di guidare il movimento e la deformazione delle singole unità di origami. Il design ha anche permesso ai ricercatori di controllare ogni segmento del braccio in modo indipendente per mettere a punto i movimenti.
Attraverso il controllo del campo magnetico esterno, possiamo controllare avere allungamento, flessione e altre combinazioni. Potremmo controllare il punto esatto da cui il robot polpo inizia a piegarsi.
Ruike Renee Zhao, Stanford University
Versatilità straordinaria
È possibile personalizzare tutto nel braccio, dalla forza di magnetizzazione, alle dimensioni, ai materiali di cui è fatto, a quante unità è composto.
La possibilità di ottenere un robot in grado di muoversi senza la necessità di incorporare dei motori è un fattore assolutamente incredibile. Consente di ridurre davvero al minimo le dimensioni dell’intero sistema ”polpo” robot, e aumentare a dismisura le possibili applicazioni.
