Un team di ricercatori della Cornell University ha creato il più piccolo robot deambulante mai realizzato, progettato per interagire con onde di luce visibile e svolgere compiti di imaging e misurazione a scala microscopica. Questi microrobot, che misurano tra i 2 e i 5 micron, rappresentano un’innovazione unica, combinando robotica e ottica per esplorare strutture biologiche e materiali con un livello di precisione senza precedenti.
Robot diffrattivi: un nuovo paradigma
I robot sviluppati dai ricercatori di Cornell utilizzano elementi diffrattivi che manipolano la luce a livello sub-diffrattivo, permettendo loro di funzionare come estensioni microscopiche di una lente tradizionale. Questi robot non solo camminano su superfici solide grazie a un movimento controllato magneticamente, ma possono anche “nuotare” in fluidi con un meccanismo simile al movimento del verme inch-worm.
Il design del robot integra nanomagneti con forme differenti, lunghi e sottili o corti e compatti, per controllare con precisione i movimenti attraverso campi magnetici. Questo approccio consente al robot di piegarsi e muoversi senza bisogno di alimentazione diretta, riducendo le dimensioni complessive e aumentando l’efficienza.
Secondo Itai Cohen, uno degli autori principali dello studio, i robot possono svolgere compiti come il tuning della luce, la messa a fuoco e il superamento della risoluzione ottica convenzionale. Inoltre, il movimento controllato consente ai robot di misurare forze microscopiche, una funzione cruciale per esplorare strutture come il DNA e altre molecole complesse.
Applicazioni e prospettive future
Questi microrobot potrebbero rivoluzionare numerosi campi, dalla ricerca di base alla medicina clinica. Immaginare uno sciame di robot che eseguono simultaneamente microscopia a super-risoluzione e misurazioni fisiche su campioni biologici apre nuove possibilità per l’analisi dettagliata dei tessuti e la manipolazione di materiali a scala nanometrica.
Francesco Monticone, coautore dello studio, ritiene che siamo solo all’inizio di una nuova era in cui robotica e ottica microscopica si combinano per creare strumenti scientifici avanzati. Grazie alla loro versatilità, questi robot potrebbero essere utilizzati per esplorare campioni biologici complessi o come sensori per misurazioni in tempo reale in ambienti difficili.
I microrobot di Cornell rappresentano una pietra miliare nella miniaturizzazione della robotica, dimostrando il potenziale di integrare ingegneria ottica e meccanica a livelli microscopici. Questi strumenti potrebbero trasformare la ricerca scientifica e le applicazioni cliniche, permettendo una comprensione più profonda del mondo microscopico.
