Un giorno, i pazienti ospedalieri potrebbero essere in grado di ingerire minuscoli robot che forniscono farmaci direttamente al tessuto malato, grazie alla ricerca svolta presso l'EPFL e l'ETH di Zurigo.
Un gruppo di scienziati guidati da Selman Sakar dell'EPFL e Bradley Nelson dell'ETH di Zurigo ha tratto ispirazione dai batteri per progettare in modo intelligente, micro-robot biocompatibili altamente flessibili. Poiché questi dispositivi sono in grado di nuotare attraverso i fluidi e modificare la loro forma quando necessario, possono passare attraverso vasi sanguigni stretti e sistemi intricati senza compromettere la velocità o la manovrabilità. Sono fatti di nanocompositi di idrogel che contengono nanoparticelle magnetiche, permettendo loro di essere controllati tramite un campo elettromagnetico.
In un articolo apparso su Progressi scientifici , gli scienziati descrivono un metodo per programmare la forma del robot in modo che possa viaggiare facilmente attraverso fluidi densi, viscoso o che si muove a velocità elevate.
Intelligenza incarnata
La fabbricazione di robot miniaturizzati presenta una serie di sfide, che gli scienziati hanno affrontato utilizzando un metodo di piegatura basato sugli origami. La loro nuova strategia di locomozione impiega l'intelligenza incorporata, che è un'alternativa al classico paradigma di calcolo che viene eseguito da sistemi elettronici incorporati. "I nostri robot hanno una composizione e una struttura speciali che consentono loro di adattarsi alle caratteristiche del fluido che attraversano. Ad esempio, se incontrano un cambiamento nella viscosità o nella concentrazione osmotica, modificano la loro forma per mantenere la loro velocità e manovrabilità senza perdere il controllo della direzione del movimento, "dice Sakar.
Tali deformazioni possono essere programmate in anticipo in modo da massimizzare le prestazioni senza l'utilizzo di ingombranti sensori o attuatori. I robot possono essere controllati utilizzando un campo elettromagnetico o lasciati navigare da soli attraverso le cavità utilizzando il flusso di fluido. In entrambi i casi, si trasformeranno automaticamente nella forma più efficiente.
"La natura ha evoluto una moltitudine di microrganismi che cambiano forma al variare delle condizioni ambientali. Questo principio di base ha ispirato la progettazione del nostro micro-robot. La sfida chiave per noi era sviluppare la fisica che descrivesse i tipi di cambiamenti a cui eravamo interessati, e poi integrarlo con le nuove tecnologie di fabbricazione, " afferma Nelson. Oltre a offrire una maggiore efficacia, questi robot morbidi miniaturizzati possono anche essere fabbricati facilmente a un costo ragionevole. Per adesso, il team di ricerca sta lavorando per migliorare le prestazioni per il nuoto attraverso fluidi complessi come quelli che si trovano nel corpo umano.
