Il team di ricerca di Cornell ha sviluppato un nuovo robot microscopico ispirato al kirigami, capace di trasformarsi da un foglio bidimensionale a complesse strutture tridimensionali e muoversi autonomamente. Questo robot, grande meno di 1 millimetro, è realizzato come un “metasheet” esagonale, che attraverso una scarica elettrica si piega in forme pre-programmate e può anche strisciare su superfici. Grazie al suo design innovativo, il robot utilizza tagli sottili nel materiale per piegarsi, espandersi e muoversi.
Questa tecnologia è descritta nel recente articolo “Electronically Configurable Microscopic Metasheet Robots”, pubblicato su Nature Materials. I principali autori sono Qingkun Liu e Wei Wang, due ricercatori post-dottorato, sotto la supervisione di Itai Cohen, professore di fisica alla Cornell.
Innovazione basata sul kirigami
Il kirigami, variante dell’origami, consente al robot di piegarsi in forme 3D senza dover nascondere materiale in eccesso, rendendo l’approccio molto più efficiente nella creazione di strutture tridimensionali. Questo robot è composto da circa 100 pannelli di biossido di silicio collegati tramite oltre 200 cerniere attuabili, ognuna delle quali è spessa appena 10 nanometri. Queste cerniere, attivate elettrochimicamente, permettono al robot di cambiare forma, espandersi e contrarsi fino al 40%, oltre che avvolgersi attorno a oggetti.
Uno degli obiettivi del progetto era creare una macchina microscopica in grado di muoversi autonomamente, superando le sfide del contatto e dell’attrito a livello microscopico. Il robot riesce a muoversi attraverso il suo ambiente cambiando forma, sfruttando le forze di resistenza fluidodinamica per nuotare, simile al movimento in un fluido viscoso come il miele.
Applicazioni future
Il team di Cohen prevede di combinare queste strutture flessibili con controlli elettronici, creando materiali “elastronici” in grado di rispondere in modo ultra-reattivo agli stimoli. Questi materiali potrebbero trovare applicazione in micromacchine riconfigurabili, dispositivi biomedicali miniaturizzati e materiali intelligenti che reagiscono agli impatti alla velocità della luce.
