La popolazione anziana del mondo è in forte espansione. Si prevede che il numero di persone anziane, quelle di età pari o superiore a 60 anni, raddoppierà di più entro il 2050 e sta crescendo più rapidamente di tutti i gruppi di età più giovani in tutto il mondo.

Questa tendenza è accompagnata da una crescente domanda di operatori sanitari in grado di fornire assistenza 24 ore su 24, non solo negli ospedali o nelle case di cura, ma anche in case e appartamenti privati.

Già, i robot di assistenza sono programmati per porre domande che un'infermiera farebbe e possono monitorare i pazienti per le cadute. Si prevede che questi assistenti robotici diventino sempre più commerciabili e raggiungano 450, 000 entro il 2045 a causa della prevista carenza di caregiver negli Stati Uniti.

"Sfortunatamente, la struttura rigida esterna degli attuali robot di assistenza impedisce loro un'interazione sicura uomo-robot, limitando la loro assistenza alla mera interazione sociale e non all'interazione fisica, " disse Ramses Martinez, un assistente professore presso la School of Industrial Engineering e la Weldon School of Biomedical Engineering nel Purdue's College of Engineering. "Dopotutto, lasceresti bambini o anziani con problemi fisici o cognitivi nelle mani di un robot?"

I recenti progressi nella scienza dei materiali hanno consentito la fabbricazione di robot con corpi deformabili o la capacità di rimodellare quando vengono toccati, ma il disegno complesso, fabbricazione, e il controllo dei robot morbidi attualmente ostacola la commercializzazione di questa tecnologia e il suo utilizzo per le applicazioni domestiche.

Martinez e altri ricercatori della Purdue University hanno sviluppato un nuovo metodo di progettazione che promette di consentire la progettazione e la fabbricazione efficienti di robot morbidi utilizzando una stampante 3D. La tecnologia è pubblicata nell'edizione dell'8 aprile di Materiali funzionali avanzati .

Il processo di progettazione prevede tre passaggi. Primo, un utente crea un file di progettazione assistita da computer con la forma del robot. L'utente quindi dipinge il file CAD per mostrare in quali direzioni si sposteranno i diversi giunti del robot morbido. Un veloce algoritmo informatico impiega alcuni secondi per convertire il modello CAD in una macchina software (ASM) con architettura 3D che può essere stampata utilizzando qualsiasi stampante 3D convenzionale.

Le macchine morbide architettate si muovono come gli umani, tranne che al posto dei muscoli si affidano a motori miniaturizzati che tirano da fili di nylon legati alle estremità dei loro arti. Possono essere schiacciati e allungati a più del 900 percento della loro lunghezza originale.

"Gli ASM possono eseguire movimenti complessi come afferrare o strisciare con facilità, e questo lavoro costituisce un passo avanti verso lo sviluppo di robot morbidi autonomi e leggeri, " Martinez ha detto. "La capacità degli ASM di cambiare la loro configurazione corporea e l'andatura per adattarsi a un'ampia varietà di ambienti ha il potenziale non solo per migliorare l'assistenza ma anche la robotica in caso di disastri".

La tecnologia è brevettata dal Purdue Office of Technology Commercialization. I ricercatori sono alla ricerca di partner per testare e commercializzare la loro tecnologia.

Il loro lavoro è in linea con la celebrazione dei Salti Giganti di Purdue, riconoscendo i progressi globali dell'università nell'intelligenza artificiale e nella salute come parte del 150 ° anniversario di Purdue. Questi sono due dei quattro temi del Festival delle Idee della celebrazione annuale, progettato per mostrare Purdue come un centro intellettuale che risolve problemi del mondo reale.