Un nuovo robot delle dimensioni di un insetto creato dai ricercatori dell'Università della California, Berkeley, corre alla velocità di uno scarafaggio e può sopportare il peso di un essere umano. Credito:UC Berkeley foto di Stephen McNally
Se la vista di un insetto volante ti fa contorcere, potresti voler distogliere lo sguardo:un nuovo robot delle dimensioni di un insetto creato dai ricercatori dell'Università della California, Berkeley, può correre sul pavimento quasi alla velocità di uno scarafaggio sfrecciante.
Ed è resistente quasi quanto uno scarafaggio, pure. Prova a schiacciare questo robot sotto il tuo piede, e più che probabile, continuerà ad andare avanti.
"La maggior parte dei robot su questa particolare piccola scala sono molto fragili. Se li calpesti, praticamente distruggi il robot, " ha detto Liwei Lin, un professore di ingegneria meccanica alla UC Berkeley e autore senior di un nuovo studio che descrive il robot. "Abbiamo scoperto che se mettiamo peso sul nostro robot, funziona ancora più o meno."
Piccolo, robot durevoli come questi potrebbero essere vantaggiosi nelle missioni di ricerca e salvataggio, spremere e schiacciare in luoghi in cui cani o umani non possono adattarsi, o dove potrebbe essere troppo pericoloso per loro andare.
"Per esempio, se accade un terremoto, è molto difficile per le grandi macchine, o i cani grandi, per trovare la vita sotto i detriti, ecco perché abbiamo bisogno di un robot di piccole dimensioni, agile e robusto, " disse Yichuan Wu, primo autore del saggio, che ha completato il lavoro come studente laureato in ingegneria meccanica presso l'UC Berkeley attraverso la partnership Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute. Wu è ora un assistente professore presso l'Università di Scienze e Tecnologie Elettroniche della Cina.
Lo studio appare oggi (mercoledì, 31 luglio) sulla rivista Robotica scientifica .
Il robot, che ha le dimensioni di un grosso francobollo, è costituito da un sottile foglio di un materiale piezoelettrico chiamato fluoruro di polivinilidene, o PVDF. I materiali piezoelettrici sono unici, in quanto l'applicazione di tensione elettrica ad essi provoca l'espansione o la contrazione dei materiali.
I ricercatori hanno rivestito il PVDF con uno strato di un polimero elastico, che fa piegare l'intero foglio, invece di espandersi o contrarsi. Hanno poi aggiunto una gamba anteriore in modo che, mentre il materiale si piega e si raddrizza sotto un campo elettrico, le oscillazioni spingono il dispositivo in avanti con un movimento di "saltellamento".
Il robot è costituito da un materiale stratificato che si piega e si raddrizza quando viene applicata la tensione CA, facendolo balzare in avanti con un movimento di "saltellamento". Credito:UC Berkeley foto di Stephen McNally
Il robot risultante può essere semplice da guardare, ma ha delle capacità notevoli. Può navigare lungo il suolo ad una velocità di 20 lunghezze del corpo al secondo, un ritmo paragonabile a quello di uno scarafaggio e segnalato come il ritmo più veloce tra i robot a scala di insetti. Può passare attraverso i tubi, arrampicarsi su piccoli pendii e trasportare piccoli carichi, come una nocciolina.
Forse in modo più impressionante, Il robot, che pesa meno di un decimo di grammo può sopportare un peso di circa 60 kg, circa il peso di un essere umano medio, che è circa 1 milione di volte il peso del robot.
Robustezza, arrampicata, e trasportare carichi. Credito:Wu et al., Sci. Robot. 4, eaax1594 (2019)
"Le persone possono averlo sperimentato, se calpesti lo scarafaggio, potrebbe essere necessario macinarlo un po', altrimenti lo scarafaggio può ancora sopravvivere e scappare, "Ha detto Lin. "Qualcuno che calpesta il nostro robot sta applicando un peso straordinariamente grande, ma [il robot] funziona ancora, funziona ancora. Così, in quel senso particolare, è molto simile a uno scarafaggio."
Il robot è attualmente "legato" a un filo sottile che trasporta una tensione elettrica che guida le oscillazioni. Il team sta sperimentando l'aggiunta di una batteria in modo che il robot possa muoversi in modo indipendente. Stanno anche lavorando per aggiungere sensori di gas e stanno migliorando il design del robot in modo che possa essere guidato intorno agli ostacoli.