Gli scienziati della Waseda University potrebbero aver fatto un passo avanti verso l'innovazione di robot morbidi per prendersi cura delle persone. Il suo materiale, però, è qualcosa che forse non ti saresti mai aspettato.

Hanno sviluppato cristalli robotici che camminano lentamente, in stile verme, e tira 20, 000 volte più veloce della loro velocità di camminata. Questi si muovono autonomamente, i cristalli organici hanno un grande potenziale come materiale per i robot morbidi in futuro, soprattutto in campo medico.

"I cristalli sono flessibili, resistente e leggero, "dice Hideko Koshima, un visiting professor presso l'Organizzazione di ricerca di Waseda per Nano &Life Innovation. "Potrebbero essere usati come materiale per microrobot che trasportano sostanze nella regione microscopica, ad esempio, trasportare ovociti per il trattamento dell'infertilità o condurre interventi chirurgici invasivi." Il loro studio è stato pubblicato in Comunicazioni sulla natura il 7 febbraio 2018.

Si prevede che i cristalli svolgano un ruolo importante come materiale locomotore per robot morbidi con movimento meccanico tramite flessione ed espansione/contrazione. Però, si cerca più varietà nei movimenti.

In precedenza nel 2016, Il gruppo di ricerca di Koshima ha riferito che i cristalli di azobenzene chirali si piegano con l'esposizione alla luce. Durante questa indagine, i cristalli sono risultati sottoposti a transizione di fase a 145°C senza fratturarsi, anche dopo ripetuti riscaldamenti e raffreddamenti. Sulla base di questi risultati, hanno progettato i cristalli robotici che dimostrano due modalità di locomozione:camminare e rotolare.

Utilizzando una termocamera a infrarossi e un microscopio ottico digitale, il gruppo ha osservato che sottile, lunghi cristalli piastriformi con gradiente di spessore nella direzione longitudinale camminavano lentamente come un verme attraverso ripetute piegature e raddrizzamenti sotto cicli di riscaldamento e raffreddamento vicino alla temperatura di transizione su una piastra calda, spostamento di 1,5 mm in 30 minuti. D'altra parte, più sottile, cristalli piatte più lunghi con gradiente di larghezza laminati 3,1 mm in 0,2 secondi, accelerato dalla flessione inclinata e poi dal ribaltamento, sotto un solo processo di riscaldamento e raffreddamento.

"La forza motrice dietro la locomozione a piedi e a rotazione è stata generata dalla forma asimmetrica dei cristalli, "Spiega Koshima.

Sebbene siano necessari ulteriori studi per controllare la direzione e la velocità dei cristalli robotici per applicazioni pratiche, questa scoperta apre le porte a un nuovo campo della robotica di cristallo, e su scala più ampia, ci avvicina di più all'affrontare le questioni legate all'invecchiamento della popolazione.

"Attualmente, i robot sono rigidi e pesanti, rendendoli inadatti all'interazione quotidiana con gli esseri umani, " sottolinea Koshima. "I nostri cristalli potrebbero essere usati come un nuovo tipo di materiale per robot morbidi con maggiore sicurezza e comfort. Mentre la nostra società invecchia, dobbiamo considerare la relazione simbiotica tra uomo e robot, poiché i robot possono prendersi cura delle persone, compresi gli anziani, nel prossimo futuro." Koshima sta ora tentando di produrre cristalli robotici che subiscono una transizione di fase a una temperatura molto più bassa.