mercoledì, Giugno 16, 2021
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Muscoli biologici per i robot

Cos’hanno in comune tra loro i robot umanoidi dei film di fantascienza? Pensateci: da Robocop a Terminator, mostrano tutti una traballante (e inquietante!) camminata da… robot, rigida e innaturale, al pari degli movimenti che compiono. E, fantascienza a parte, anche i più sofisticati robot costruiti realmente fino ad oggi, pur se capaci di salti ed evoluzioni ginniche, sono ben lontani dal riuscire a compiere movimenti fluidi e naturali.

Tutta colpa di ingranaggi, motori, giunture… impiegati per far funzionare le loro articolazioni.

Sempre più cyborg. Ingegneri e scienziati dell’esercito americano sono però al lavoro per riuscire a creare tessuti “bioibiridi” da impiegare per costruire muscoli di nuova generazione, in grado di fondersi con le componenti meccaniche di una macchina.

Questa branca della bioingegneria è relativamente recente: le prime ricerche sui tessuti bioibiridi risalgono alla fine degli anni ’90 e i primi materiali sono stati messi a punto una decina di anni fa.

L’obiettivo di queste ricerche è mettere a punto macchine totalmente nuove, capaci di prestazioni simili a quelle dei sistemi biologici, cioè degli animali.

 

Ispirati alla natura . Dean Culver, uno degli scienziati che si occupa di queste ricerche per l’esercito americano, porta l’esempio del lupo: può macinare centinaia di chilometri senza mangiare , su terreni di qualunque tipo e in condizioni climatiche estreme. Il più sofisticato robot oggi disponibile, paragonabile a un lupo per peso e dimensioni, si sposta su ruote, è alimentato da una batteria che dura al massimo qualche ora, e basta un sasso di una certa dimensione, oppure una buca, per farlo ribaltare.

Culver e il suo team stanno quindi pensando ai tessuti bioibridi che sfruttino le caratteristiche meccaniche dei muscoli (come la flessibilità) oltre a quelle biologiche, come la capacità di concertire sostanze, per esempio gli zuccheri, in energia e quindi in movimento. L’idea è quella di mettere a punto macchine più efficienti dal punto di vista dei consumi, ma anche più flessibili nelle possibilità di impiego, per esempio capaci di correre a velocità sostenuta su terreni diversi, proprio come un animale che adatta muscoli e postura alle asperità del terreno per non cadere.

Dalla provetta, con furore. Per questo i ricercatori stanno lavorando a tessuti, cresciuti in laboratorio, simili a quelli di alcune specie di animali: una volta collegati alle strutture rigide o semirigide di un robot potranno espandersi o contrarsi grazie a opportuni impulsi elettrici, proprio come un muscolo naturale.

La prima applicazione di questa tecnologia verranno testate su LLAMA, un prototipo creato a scopo di ricerca e sviluppo in collaborazione tra la Duke University, la University of North Carolina e la NASA.

Si tratta di un robot a 4 zampe utilizzato nell’ambito delle ricerche militari sui robot quadrupedi e potrebbe essere la prima macchina equipaggiata con i tessuti bioibridi.

Secondo Culver sarà (come sempre) la ricerca militare a fare da apripista per le nuove, futuribili, applicazioni di questa tecnologia che, successivamente, potrà avere ricadute in ambito civile.

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