I robot morbidi hanno un netto vantaggio rispetto ai loro antenati rigidi:possono adattarsi ad ambienti complessi, maneggiare oggetti fragili e interagire in sicurezza con gli esseri umani. Realizzato in silicone, gomma o altri polimeri estensibili, sono ideali per l'uso in esoscheletri riabilitativi e abbigliamento robotico. Un giorno potrebbero essere impiegati robot morbidi di ispirazione biologica per esplorare ambienti remoti o pericolosi.

La maggior parte dei robot morbidi è azionata da rigidi, pompe rumorose che spingono fluidi nelle parti in movimento delle macchine. Poiché sono collegati a queste pompe ingombranti tramite tubi, questi robot hanno un'autonomia limitata e sono ingombranti da indossare al meglio.

Tagliare il cavo dei robot morbidi

Ricercatori del Soft Transducers Laboratory (LMTS) e del Laboratorio di sistemi intelligenti (LIS) dell'EPFL, in collaborazione con ricercatori dello Shibaura Institute of Technology di Tokyo, Giappone, hanno sviluppato la prima pompa interamente morbida, anche gli elettrodi sono flessibili. Pesa solo un grammo, la pompa è completamente silenziosa e consuma pochissima energia, che riceve da un circuito di 2 cm per 2 cm che include una batteria ricaricabile. "Se vogliamo azionare robot più grandi, colleghiamo più pompe insieme, "dice Herbert Shea, il direttore dell'LMTS.

Questa pompa innovativa potrebbe liberare i robot morbidi dai loro legami. "Consideriamo questo un cambio di paradigma nel campo della robotica morbida, " aggiunge Shea. I ricercatori hanno appena pubblicato un articolo sul loro lavoro in Natura .

Le pompe morbide possono essere utilizzate anche per far circolare liquidi in tubi flessibili sottili incorporati in indumenti intelligenti, portando a indumenti che possono raffreddare o riscaldare attivamente diverse regioni del corpo. Ciò soddisferebbe le esigenze dei chirurghi, atleti e piloti, Per esempio.

Come funziona?

La pompa morbida ed estensibile si basa sul meccanismo fisico utilizzato oggi per far circolare il liquido di raffreddamento in sistemi come i supercomputer. La pompa ha un canale a forma di tubo, 1 mm di diametro, all'interno della quale sono stampate file di elettrodi. La pompa è riempita con un liquido dielettrico. Quando viene applicata una tensione, gli elettroni saltano dagli elettrodi al liquido, dando ad alcune molecole una carica elettrica. Queste molecole vengono successivamente attratte da altri elettrodi, tirando con loro il resto del fluido attraverso il tubo. "Possiamo accelerare il flusso regolando il campo elettrico, eppure resta del tutto muto, "dice Vito Cacucciolo, un post-doc presso l'LMTS e l'autore principale dello studio.

Sviluppare muscoli artificiali in Giappone

I ricercatori hanno impiantato con successo la loro pompa in un tipo di dito robotico ampiamente utilizzato nei laboratori di robotica morbida. Ora stanno collaborando con il laboratorio di Koichi Suzumori in Giappone, che sta sviluppando muscoli artificiali guidati dal fluido ed esoscheletri flessibili.

Il team dell'EPFL ha anche dotato di tubi un guanto in tessuto e ha dimostrato che è possibile riscaldare o raffreddare le zone del guanto a piacimento utilizzando la pompa. "Funziona un po' come il sistema di riscaldamento e raffrescamento della tua casa, ", afferma Cacucciolo. Questa applicazione ha già suscitato l'interesse di diverse aziende.