I nuovi robot sono sempre più morbidi, utili, versatili ed economici

Un gruppo di ricerca dell'Università di Harvard ha sviluppato un robot morbido che regola la pressione dell'aria in piccoli tubi di gomma. È economico, facile da realizzare e può essere impiegato nelle fasce a compressione graduale per le gambe o per la somministrazione di farmaci a lento rilascio.

La ricerca e lo sviluppo dei robot non si concentrano solo sui modelli rigidi, anzi, a quanto pare sono più versatili e promettenti quelli morbidi. I progressi fatti nei laboratori di tutto il mondo hanno permesso a queste particolari macchine di acquisire via via nuove abilità, come saltare, contorcersi, afferrare oggetti, di recente hanno acquisito la capacità di rotolare, dosare liquidi e deglutire. In proiezione, le possibilità d’impiego dei robot morbidi sono milioni, dai laboratori agli ospedali, finanche all’interno del corpo umano.

L’ultimo passo avanti consiste in un oscillatore ad anello morbido, sviluppato da Daniel J. Preston, studente di post-dottorato all’Università di Harvard, che si è guadagnato la pubblicazione sulla rivista scientifica Science Robotics. È un piccolo componente importantissimo, perché offre ai robot morbidi la capacità di rotolare, ondulare, smistare, dosare liquidi e deglutire. “È un altro strumento per liberare i robot morbidi dai componenti elettronici e dalle valvole rigide”, spiega Preston.

Finora gli oscillatori ad anello sono stati realizzati con transistor elettronici o sistemi microfluidici, che hanno lo svantaggio di impiegare componenti rigidi. L’oscillatore ad anello morbido creato da Preston si basa su attuatori come tutti gli oscillatori ad anello, ma nel suo caso regola la pressione dell’aria nei tubi di gomma del suo robot: se l’ingresso è ad alta pressione, l’uscita sarà a bassa pressione e viceversa. La chiusura o l’apertura di uno innesca il successivo, e così via, a ritmo costante.

Questo permette di far muovere oggetti coordinando diverse azioni nel tempo. Ad esempio, nell’esperimento di laboratorio, i ricercatori hanno creato cinque prototipi di robot morbidi, ciascuno alimentato da un’unica fonte costante di pressione dell’aria per azionare tre attuatori pneumatici. Un robot ha spinto una palla attorno a un anello con un movimenti costante. Un altro ha assunto un movimento ondulatorio per continuare a far rotolare lungo il bordo perline di due diverse dimensioni. La conclusione è che questo tipo di “oscillatore ad anello è adatto per compiti quali i movimenti di rotazione”, per i quali un singolo input e output non è sufficiente.

Un prototipo fa capire meglio lo scopo di questa idea. Si pensi a una fascia in tessuto, avvolta intorno alla parte inferiore della gamba e fissata con il velcro: se esercita una pressione coordinata e costante può “pompare” i fluidi nella gamba con un movimento che, secondo studi recenti, può migliorare i sintomi del linfedema e delle malattie venose croniche, meglio della semplice compressione. Il dispositivo potrebbe anche aiutare la prevenzione della trombosi venosa profonda nelle persone che per lavoro stanno molto tempo in piedi.

Preston ha impiegato materiali a basso costo, quindi questa tecnologia potrebbe essere impiegata nella fabbricazione di prodotti biocompatibili, usa e getta, adatti anche per gli esperimenti di laboratorio o la somministrazione di farmaci a rilascio graduale.

Prima di correre con la fantasia bisogna superare un ultimo ostacolo: tutti i prototipi finora realizzati richiedono una fonte costante di aria pressurizzata. Preston e i suoi colleghi hanno una possibile soluzione: sfruttare cartucce portatili di anidride carbonica. L’idea però è da perfezionare.