“Insetti” robotici che possono andare praticamente ovunque
Gli ingegneri Pitt creano robot ispirati agli insetti in grado di monitorare i punti difficili da raggiungere
Queste antiche creature possono infilarsi nelle fessure più piccole, adattarsi comodamente in spazi ristretti e sopravvivere in ambienti ostili: non ci sono molti spazi off-limit per un insetto.
Ecco perché i ricercatori dell’Università di Pittsburgh hanno creato minuscoli robot ispirati agli insetti in grado di svolgere compiti in spazi difficili da raggiungere e ambienti inospitali.
“Questi robot potrebbero essere utilizzati per accedere ad aree confinate per l’imaging o la valutazione ambientale, prelevare campioni d’acqua o eseguire valutazioni strutturali”, ha affermato Junfeng Gao, che ha guidato il lavoro come dottorando in ingegneria industriale presso la Swanson School of Engineering. “Ovunque tu voglia accedere a luoghi confinati, dove un insetto potrebbe arrivare ma una persona no, queste macchine potrebbero essere utili.”
Per molte creature al di sotto di una certa taglia, come formiche trappola, canocchie e pulci, saltare su una superficie è più efficiente dal punto di vista energetico che gattonare. Quei movimenti impulsivi sono stati replicati nei robot, che sono fatti di un muscolo artificiale polimerico.
“È come caricare una freccia in un arco e scoccarla: i robot si attaccano per accumulare energia e poi la rilasciano in uno scatto impulsivo per balzare in avanti”, ha spiegato M. Ravi Shankar, professore di ingegneria industriale a Pitt il cui laboratorio ha guidato la ricerca. “Di solito, l’attivazione dei muscoli artificiali con cui lavoriamo è piuttosto lenta. Siamo stati attratti dalla domanda: ‘Come prendiamo questo muscolo artificiale e lo usiamo per generare un’attivazione di salto piuttosto che un’attuazione lenta?'”
La risposta risiedeva nell’interazione tra ordine molecolare e geometria.
“La forma composita curva del muscolo polimerico gli consente di costruire energia quando è alimentato. Il modo in cui le molecole sono allineate nel muscolo trae ispirazione dal mondo naturale, dove la loro attuazione combinata crea energia nella struttura”, ha affermato Mohsen Tabrizi, coautore dello studio e dottorando in ingegneria industriale presso la Swanson School. “Ciò si ottiene utilizzando non più di pochi volt di elettricità”.
Il movimento versatile e la struttura leggera consentono ai robot, che hanno all’incirca le dimensioni di un grillo, di muoversi su superfici mobili come la sabbia con la stessa facilità di quelle dure e persino di saltare sull’acqua.
Il documento, “Molecularly Directed, Geometrically Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility” (DOI: 10.1002/admt.202100979) è stato pubblicato sulla rivista Advanced Materials Technologies ed è stato coautore di Junfeng Gao, Arul Clement, Mohsen Tabrizi, e M. Ravi Shankar.
