Svincolare i robot da fonti di alimentazione elettrica o pneumatica: è uno degli scenari che saranno possibili grazie all’ultimo rivoluzionario progresso compiuto nel campo della robotica “morbida”(soft robotics) da un team di ricercatori provenienti dalla Singapore University of Technology and Design (SUTD), dalla National University of Singapore (NUS) e dalla Queensland University of Technology (QUT).
Il team, guidato dal ricercatore Terry Ching e dal Prof. Michinao Hashimoto, ha sviluppato un soft robot in film-palloncino (FiBa, film-balloon). Si tratta di moduli che combinano film sottili di polimeri piegati trasversalmente con palloncini pneumatici stampati tridimensionali. Questa combinazione riduce significativamente il peso degli attuatori, consentendo così ai robot di poterli utilizzare in operazioni in scenari in cui non è possibile ricorrere a fonti di alimentazione esterna.
I soft robot assemblati con i moduli FiBa sono in grado di replicare diversi movimenti naturali: possono strisciare come una tartaruga, arrampicarsi come dei vermi, volare come una coccinella e restare aggrappati a una superficie come farebbe un pipistrello.
La ricerca, pubblicata sulla rivista Science Robotics, testimonia il potere della collaborazione interdisciplinare: sfruttando i punti di forza unici dei membri del team e delle istituzioni coinvolte, è stata sviluppata una soluzione che affronta una sfida critica nella robotica morbida.
I moduli FiBa forniscono una piattaforma versatile e scalabile per creare robot morbidi in grado di svolgere una varietà di compiti in diversi ambienti.
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Soft robot sempre più leggeri, versatili e indipendenti dal punto di vista energetico
Lo sviluppo dei moduli FiBa affronta una delle principali sfide nel campo della soft robotics: svincolare i robot da fonti di energia elettrica o pneumatica.
Riducendo significativamente il peso degli attuatori morbidi, i ricercatori hanno permesso l’integrazione di componenti essenziali come pompe, valvole, batterie e schede di controllo, aprendo la strada a soft robot completamente autonomi.
Questa scoperta migliora le capacità operative e le potenziali applicazioni dei soft robot che grazie alle caratteristiche dei moduli FiBa potranno operare in ambienti diversi e difficili, precedentemente inaccessibili ai robot rigidi tradizionali, come zone disastrate, terreni irregolari e ambienti biologici delicati.
Il design leggero dei moduli FiBa aumenta l’efficienza energetica e i periodi operativi, a vantaggio dell’esplorazione spaziale e delle operazioni di ricerca e salvataggio. L’adattabilità e l’elevata possibilità di personalizzazione di questi moduli li rende adatti a vari settori, tra cui quello manifatturiero, sanitario e agricolo.
Un’innovazione ispirata alla natura
Ching, che ha completato questo lavoro durante il suo dottorato congiunto presso il SUTD e il NUS ha spiegato che, mentre stava pensando a come creare attuatori leggeri, si è ispirato a un metro da falegname. La capacità di questo strumento di ritornare alla posizione originale grazie alla piegatura trasversale gli ha fornito l’ispirazione per i moduli FiBa.
I moduli FiBa offrono un nuovo strumento per progettare e personalizzare robot morbidi leggeri e senza fili con funzionalità avanzate.
Questa innovazione ha il potenziale di trasformare l’approccio alla progettazione robotica, in particolare per applicazioni in ambienti difficili dove i robot rigidi tradizionali non sono adeguati. Un’applicazione particolarmente innovativa è lo sviluppo di robot aerei con la capacità di aprire autonomamente le ali, ispirandosi alla meccanica di volo delle coccinelle.
Il Professor Foong Shaohui, responsabile del SUTD Aerial Innovation Research (AIR) Laboratory, ha spiegato che la capacità di dispiegare autonomamente le ali in volo rappresenta un significativo avanzamento nella robotica aerea, in quanto consente di migliorare la flessibilità operativa dei robot aerei, aprendo così nuove possibilità di impiego in ambienti difficili come le zone di disastro e le località remote.
