Creano un materiale vivo che si comporta come un essere umano

Ispirato dai polpi e da altre creature marine, il robot sviluppato con materiale vivente è il primo del suo genere a raggiungere le capacità umane, presentando una consistenza morbida simile al tessuto organico. Ha grandi capacità: cammina alla velocità di una persona, prende carichi e li trasporta in un altro luogo selezionato, scala piccole colline e sa anche ballare a ritmi urbani. È stato creato dai ricercatori della Northwestern University e lo studio di supporto è stato recentemente pubblicato sulla rivista Science Robotics.

Il robot ha il 90% di acqua nella sua composizione e, secondo una dichiarazione, le sue dimensioni raggiungono solo un centimetro. Non richiede sistemi hardware complessi per il suo funzionamento, né richiede energia elettrica o meccanismi idraulici. Viene attivato solo dalla luce e si muove secondo un campo magnetico rotante esterno. La sua forma, simile a una specie di polpo quadrupede, è ideale per il contesto in cui opera, poiché si trova all’interno di una vasca piena d’acqua. Anche se sembra davvero uno sviluppo futuristico, in verità le tecnologie utilizzate sono relativamente semplici nel campo della robotica.

Tra gli usi che questa tecnologia potrebbe avere, spiccano l’identificazione e l’analisi di diverse reazioni chimiche, l’eliminazione di particelle indesiderate in ambienti specifici o la somministrazione con la massima precisione di farmaci in specifiche cellule o tessuti di difficile accesso. È ideale per l’utilizzo in ambienti acquatici, ma i ricercatori ritengono che i suoi movimenti possano essere ulteriormente personalizzati, ampliando così il suo campo di applicazione.

Materiale vivente

Dal team di lavoro in fase sperimentale: “i robot tradizionali sono solitamente macchine pesanti, con una grande quantità di hardware ed elettronica, che non possono interagire in modo sicuro con strutture morbide, inclusi gli esseri umani. Abbiamo progettato materiali morbidi con intelligenza molecolare, per consentire loro di comportarsi come robot di qualsiasi dimensione e svolgere funzioni utili in spazi ristretti, sott’acqua o anche sottoterra”.

Poiché il robot materiale “vivente” può integrare la capacità di camminare con la capacità di localizzarsi nello spazio e prendere direzioni diverse, è stato possibile programmare sequenze specifiche di campi magnetici che consentono al robot di essere azionato a distanza. Grazie a ciò riesce a muoversi su superfici piane o inclinate con la stessa efficienza. La suddetta funzione programmabile consente inoltre al robot di muoversi attraverso passaggi stretti o percorsi complessi, dove altri robot simili non potrebbero funzionare.

Capacità incredibili

Al di là del funzionamento del dispositivo robotico, la grande scoperta di questa ricerca è il materiale morbido che la compone. Si basa su ricerche precedenti dello stesso team di esperti, volte a creare la “materia soffice robotica” che dà vita al nuovo robot acquatico. Ispirati da creature marine come i polpi, gli specialisti hanno perfezionato le caratteristiche del materiale robotico fino a renderlo possibile piegarsi o strisciare rapidamente su più superfici.

Ora, il nuovo robot sviluppato con questo materiale cammina alla velocità umana, circa un passo al secondo. Allo stesso tempo, risponde ai campi magnetici che gli danno la direzione di cui ha bisogno per seguire percorsi specifici. D’altra parte, mentre il robot adatta le sue risposte ai campi di luce e magnetismo, è in grado di raccogliere una carica e lasciarla cadere in una nuova posizione. Per questo riesce ad invertire la sua forma per far cadere dolcemente i carichi trasportati o addirittura esegue una curiosa “danza” che simula i passi della break dance per liberarsi dei carichi più complessi.

---

Fonte: “Fast and programmable locomotion of hydrogel-metal hybrids under light and magnetic fields”. Chuang Li, Garrett C. Lau, Hang Yuan, Aaveg Aggarwal, Victor Lopez Dominguez et al. Science Robotics (2020) – [Link esterno].