La robotica su microscala ha sempre affrontato una grande sfida: fornire energia ai dispositivi così piccoli da muoversi all’interno del corpo umano o di condutture industriali. Le fonti di energia tradizionali erano troppo ingombranti o poco efficienti per questi applicativi, limitando le potenzialità di questi minuscoli robot. Tuttavia, il Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha appena superato questo ostacolo con una batteria innovativa che potrebbe segnare l’inizio di una nuova era per la robotica su microscala.
Gli ingegneri del MIT hanno sviluppato una batteria così piccola da essere paragonabile allo spessore di un capello umano, ma sufficientemente potente da alimentare micro-robot autonomi. Questo avanzamento potrebbe rivoluzionare settori come l’assistenza sanitaria e la manutenzione industriale, offrendo nuove opportunità per interventi e ispezioni in ambienti altrimenti inaccessibili.
La batteria del MIT è una delle più piccole mai realizzate, misurando appena 0,1 millimetri in lunghezza e 0,002 millimetri in spessore. Nonostante le dimensioni ridottissime, può generare fino a 1 volt di elettricità, sufficiente per alimentare circuiti, sensori e attuatori.
Il segreto di questa batteria sta nel suo design innovativo: utilizza l’ossigeno dall’aria per ossidare lo zinco, creando una corrente elettrica. Questo metodo le permette di funzionare in vari ambienti senza bisogno di fonti di energia esterne, rendendola ideale per applicazioni autonome in contesti diversi.
Rispetto alle precedenti soluzioni di alimentazione per robot microscopici, che spesso dipendevano da fonti esterne come laser o campi elettromagnetici, la batteria del MIT rappresenta un grande passo avanti. Offre una fonte di energia interna, aumentando notevolmente le potenzialità e l’autonomia dei micro-robot.
Questa nuova batteria potrebbe trasformare la robotica su microscala, permettendo ai micro-dispositivi di operare in modo completamente autonomo. A differenza dei sistemi “marionetta” che necessitano di fonti di energia esterne, i micro-robot alimentati da questa batteria potrebbero agire in ambienti complessi senza limitazioni.
La batteria può alimentare vari componenti, come attuatori, memristori, circuiti di clock e sensori, aprendo così a nuove possibilità per i micro-robot. Questi potrebbero navigare in ambienti complessi, elaborare informazioni, monitorare il tempo e rispondere a stimoli chimici, tutto in uno spazio abbastanza piccolo da essere inserito nel corpo umano o in sistemi industriali.
Nel campo medico, questa batteria potrebbe abilitare la somministrazione mirata di farmaci tramite micro-robot che trasportano e rilasciano medicinali in punti specifici del corpo. Questo approccio potrebbe migliorare l’efficacia dei trattamenti e ridurre gli effetti collaterali associati ai farmaci sistemici. Inoltre, i micro-robot potrebbero essere utilizzati per diagnosi e interventi minimamente invasivi, come la raccolta di campioni di tessuto o il monitoraggio in tempo reale degli organi.
Nel settore industriale, le possibilità sono altrettanto promettenti. Ad esempio, i micro-robot alimentati da queste batterie potrebbero rilevare perdite nei gasdotti o ispezionare strutture in ambienti pericolosi o inaccessibili per gli esseri umani, come centrali nucleari o impianti chimici.
La batteria utilizza una tecnologia zinco-aria, composta da un elettrodo di zinco e uno di platino incorporati in un polimero chiamato SU-8. Quando il zinco si ossida a contatto con l’ossigeno, rilascia elettroni che generano una corrente elettrica.
Questa batteria può alimentare diversi componenti essenziali per i micro-robot, come attuatori e sensori, e potrebbe essere integrata in sistemi robotici più complessi in futuro.