I ricercatori di ingegneria dell'Università di Toronto hanno creato un robot in miniatura che può strisciare con un movimento simile a un verme. La tecnologia sottostante potrebbe un giorno trasformare le industrie dall'aviazione a dispositivi indossabili intelligenti.

Il professor Hani Naguib e il suo gruppo sono specializzati in materiali intelligenti. Una linea della loro ricerca si concentra sugli attuatori elettrotermici (ETA), dispositivi realizzati con polimeri specializzati che possono essere programmati per rispondere fisicamente ai cambiamenti elettrici o termici.

Per esempio, un ETA potrebbe essere programmato per imitare i riflessi muscolari, tendendosi quando fa freddo e rilassandosi quando fa caldo.

Naguib e il suo team stanno applicando questa tecnologia al campo della robotica, creando robot "morbidi" che possono strisciare e arricciarsi. Credono che questi potrebbero un giorno sostituire i robot ingombranti e placcati in metallo che si trovano nelle industrie manifatturiere.

"Proprio adesso, i robot che troverai nell'industria sono pesanti, solido e ingabbiato dagli operai della fabbrica, perché comportano rischi per la sicurezza, " spiega Naguib.

"Ma l'industria manifatturiera si sta modernizzando per soddisfare la domanda. Sempre di più, c'è un'enfasi sull'incorporazione delle interazioni uomo-robot, " aggiunge. "Morbido, i robot adattabili possono sfruttare questa collaborazione".

Sebbene i materiali reattivi siano stati studiati per decenni, il team ha scoperto un nuovo approccio alla loro programmazione, con conseguente movimento del verme dimostrato in un articolo recentemente pubblicato in Rapporti scientifici .

"La ricerca esistente documenta la programmazione degli ETA da uno stato di riposo piatto. La programmabilità della forma di una struttura bidimensionale è limitata, quindi la risposta è solo un movimento di flessione, " spiega il dottorando Yu-Chen (Gary) Sun, l'autore principale del documento.

Al contrario, Sun e i suoi coautori hanno creato un ETA con uno stato di riposo tridimensionale.

Hanno usato un termoindotto, metodo di rilassamento e cura dello stress che apre molte più possibilità nella forma e nel movimento.

"Un'altra novità è la potenza necessaria per indurre il movimento del verme. Il nostro è più efficiente di qualsiasi cosa sia esistita finora nella letteratura di ricerca, "dice Sole.

Naguib afferma che questi robot morbidi programmabili che cambiano forma non rivoluzioneranno solo le industrie manifatturiere:potrebbero essere utili in campi come la sicurezza, aviazione, chirurgia ed elettronica indossabile.

"In situazioni in cui gli esseri umani potrebbero essere in pericolo, una fuga di gas o un incendio, potremmo dotare un robot strisciante di un sensore per misurare l'ambiente dannoso, " spiega Naguib. "Nel settore aerospaziale, potremmo vedere che i materiali intelligenti sono la chiave per i velivoli di prossima generazione con ali che si trasformano".

Sebbene sottolinei che ci vorrà del tempo prima che il mondo veda velivoli ad ala trasformata, l'impatto più immediato si vedrà nella tecnologia indossabile.

"Stiamo lavorando per applicare questo materiale agli indumenti. Questi indumenti si comprimono o si rilasciano in base alla temperatura corporea, che potrebbe essere terapeutico per gli atleti, " afferma Naguib. Il team sta anche studiando se gli indumenti intelligenti potrebbero essere utili per le lesioni del midollo spinale.

Nel corso del prossimo anno, Il team di Naguib è concentrato sull'accelerazione del movimento di scansione reattivo, e guardando altre configurazioni.

"In questo caso, l'abbiamo addestrato a muoversi come un verme, " dice. "Ma il nostro approccio innovativo significa che possiamo addestrare i robot a imitare molti movimenti, come le ali di una farfalla".