Sommario
Gli ingegneri di Princeton e della North Carolina State University hanno rivoluzionato il campo della robotica morbida combinando l’antica arte dell’origami con la scienza dei materiali moderna ed il risultato è un robot morbido che può muoversi agilmente attraverso percorsi tortuosi e complessi senza la necessità di sistemi di guida esterni che ne comprometterebbero la flessibilità.
Innovazione nel Design
Il robot è costituito da segmenti cilindrici modulari che possono operare in modo indipendente o collegarsi per formare un’unità più lunga. Questi segmenti sono cruciali per la capacità del robot di muoversi e sterzare. Ogni segmento è capace di muoversi avanti e indietro, sollevare carichi e assemblarsi in formazioni più estese, rendendo il robot estremamente versatile e adattabile a vari compiti.
Tecnologia di Controllo Integrata
La grande novità di questo design risiede nella sua capacità di incorporare il sistema di sterzo direttamente nel corpo del robot, come spiegato da Tuo Zhao, ricercatore post-dottorato a Princeton. Questa integrazione consente al robot di mantenere la sua flessibilità essenziale per navigare attraverso spazi ristretti e ambienti complessi.
Applicazioni di Origami nella Robotica
Il robot utilizza una forma di origami chiamata “Kresling pattern”, che permette a ciascun segmento di torcersi in un disco appiattito e di espandersi nuovamente in un cilindro. Questo movimento di torsione e espansione è fondamentale per la capacità del robot di strisciare e cambiare direzione.
Metodologia di attuazione
Per controllare i movimenti di piegatura e torsione necessari per guidare il robot, i ricercatori hanno sviluppato una soluzione ingegnosa. Hanno utilizzato due materiali che si restringono o espandono in modo diverso quando riscaldati (elastomero cristallo liquido e poliimide), combinati in strisce sottili lungo le pieghe del modello Kresling. Un sottile riscaldatore elastico realizzato con una rete di nanofili d’argento è installato lungo ogni piega, permettendo un controllo preciso del movimento tramite la regolazione della corrente elettrica.
Potenzialità e futuro
Glaucio Paulino, professore di Ingegneria presso Princeton, vede un grande potenziale in questa tecnologia, suggerendo possibili applicazioni in robotica morbida che possono crescere, ripararsi e sviluppare nuove funzioni su richiesta. Il concetto di robot modulari morbidi potrebbe fornire intuizioni significative per il futuro della robotica.
Sviluppi Futuri
Nonostante la velocità attuale del robot sia limitata, i ricercatori stanno lavorando per aumentare la locomozione nelle generazioni future. Sperimentazioni con diverse forme, modelli e instabilità sono in corso per migliorare sia la velocità che la capacità di sterzata.
Questo avanzamento nel campo della robotica morbida non solo apre nuove strade per applicazioni pratiche ma anche incita a ulteriori ricerche sull’uso dell’origami in ingegneria. Con il supporto della National Science Foundation e del National Institutes of Health, il futuro della robotica morbida sembra promettente e pieno di possibilità innovative. Questa ricerca non solo dimostra il potenziale dell’interdisciplinarità nell’ingegneria ma sottolinea anche l’importanza della collaborazione e dell’innovazione continua per affrontare e superare le sfide tecniche nel campo della robotica.
