Ricercatori della Facoltà di Fisica dell'Università di Varsavia, Polonia, ha utilizzato la tecnologia degli elastomeri a cristalli liquidi per dimostrare un micro-robot di ispirazione biologica in grado di imitare la locomozione adesiva di lumache e lumache in scala naturale. Il robot morbido lungo 10 millimetri raccoglie energia da un raggio laser e può strisciare su superfici orizzontali, arrampicarsi su pareti verticali e un soffitto di vetro capovolto.

Strisciare per deformazione in movimento di un corpo molle è un modo diffuso di locomozione, dai nematodi microscopici ai lombrichi ai gasteropodi, gli animali su tutte le scale lo usano per muoversi in modi diversi, ambienti spesso difficili. Lumache, in particolare, usa il muco, uno scivoloso, secrezione acquosa, per controllare l'interazione tra il loro piede ventrale e la superficie. La loro locomozione adesiva ha alcune proprietà uniche:può essere utilizzata su diverse superfici, compreso il legno, metallo, bicchiere, teflon (PTFE) o sabbia in varie configurazioni, compreso il gattonare a testa in giù. Per la robotica, la bassa complessità di un singolo piede continuo potrebbe offrire resistenza a condizioni esterne avverse e all'usura, mentre il contatto costante con il suolo può fornire alti margini di resistenza alla rottura. La locomozione adesiva nei robot è stata finora limitata all'alimentazione esterna, dimostratori in scala centimetrica con azionamenti elettromeccanici.

Gli elastomeri a cristalli liquidi (LCE) sono materiali intelligenti che possono esibire macroscopici, veloce, cambiamento di forma reversibile sotto diversi stimoli, compresa l'illuminazione con luce visibile. Possono essere fabbricati in varie forme nelle scale micro e millimetriche e, attraverso l'ingegneria dell'orientamento molecolare, può eseguire complesse modalità di attuazione.

Ricercatore dell'Università di Varsavia con i colleghi del Dipartimento di Scienze Matematiche dell'Università Xi'an Jiaotong-Liverpool di Suzhou, Cina, hanno ora sviluppato un robot lumaca morbido su scala naturale basato sulla risposta opto-meccanica di un attuatore continuo in elastomero liquido cristallino. La propulsione del robot è guidata da deformazioni mobili indotte dalla luce del corpo molle e dalla loro interazione con lo strato di muco artificiale (glicerina). Il robot può strisciare alla velocità di pochi millimetri al minuto, circa 50 volte più lento delle lumache di dimensioni comparabili, anche su una parete verticale, su un soffitto di vetro e attraverso gli ostacoli.

"Nonostante la bassa velocità, necessità di lubrificazione costante e bassa efficienza energetica, il nostro robot morbido in elastomero offre approfondimenti unici sulla micromeccanica con materiali intelligenti e può anche fornire una comoda piattaforma per lo studio della locomozione adesiva, "dice Piotr Wasylczyk, capo della Photonic Nanostructure Facility presso la Facoltà di Fisica dell'Università di Varsavia, Polonia, che ha condotto lo studio.

Ricercatori, che hanno già dimostrato un robot bruco a potenza luminosa su scala naturale, credono che una nuova generazione di materiali intelligenti, insieme a nuove tecniche di fabbricazione consentiranno presto loro di esplorare più aree della robotica morbida e della micromeccanica su piccola scala.

La ricerca su micro-robot morbidi e attuatori polimerici è finanziata dal National Science Center (Polonia) nell'ambito del progetto "Micro-scale attuatori basati su polimeri foto-reattivi" e dal Ministero della Scienza e dell'Istruzione Superiore polacco con il "Diamentowy Grant " assegnato a M. Rogoz.