In un laboratorio di Yale, i robot stanno imparando a fare qualcosa che farebbe rabbrividire la maggior parte di noi: automutilarsi. Ma non preoccupatevi, non è l’inizio di una fase masochista delle macchine. È piuttosto un balzo in avanti nella creazione di robot soffici capaci di adattarsi a qualsiasi situazione, proprio come fanno alcuni animali in natura.
L’evoluzione dei robot soffici
I ricercatori del Faboratory dell’Università di Yale hanno compiuto un passo significativo nello sviluppo dei robot soffici. Questi innovativi automi, realizzati in silicone, sono ora in grado di staccare e riattaccare parti del proprio corpo, modificando la loro morfologia in base alle necessità. Questa capacità, che può sembrare inquietante a prima vista, rappresenta in realtà un notevole progresso nel campo della robotica adattiva.
La capacità di modificare la propria struttura corporea non è un’invenzione umana, ma un’abilità presente in natura (sapete quanto ci appassioni la biomimetica, da queste parti). Come spiega lo studio, alcune specie animali possono alterare la propria morfologia per sopravvivere:
Suona un po’ estremo parlare di cose come l’auto-amputazione, ed è un po’ estremo, ma non è affatto insolito per altri animali farlo. Le lucertole possono staccare la coda per sfuggire a un predatore, per esempio.
I robot soffici di Yale stanno essenzialmente replicando queste capacità naturali, aprendo nuove possibilità nel campo della robotica adattiva.
Un robot quadrupede morbido che esegue l’autoamputazione. A) Uno schema del robot quadrupede dotato di giunti reversibili e riscaldatori in rame. Il robot è lungo 12 cm e largo 7 cm. B) Il robot cammina in un ambiente non strutturato. C) Una roccia cade inaspettatamente sull’arto posteriore del robot, intrappolandolo. D) Un giunto reversibile viene “indebolito” dal riscaldatore in rame. E) Il robot continua a camminare e lascia indietro l’arto bloccato.
La tecnologia dietro l’auto-amputazione
Il cuore di questa innovazione risiede nei giunti dei robot soffici. I ricercatori hanno sviluppato un nuovo materiale chiamato schiuma termoplastica bicontinua (BTF), che funge da struttura di supporto per un polimero adesivo. Questo polimero è solido a temperatura ambiente ma può essere facilmente fuso.
Il BTF agisce come una spugna per impedire al polimero di fuoriuscire quando si scioglie. In sintesi: è possibile separare due superfici BTF fondendo il giunto, e riunirle invertendo la procedura.
Questo processo di distacco e riattacco richiede circa 10 minuti e produce un giunto abbastanza robusto. La tecnologia è anche sorprendentemente duratura, sopportando centinaia di cicli di distacco e riattacco prima di degradarsi.
Robot soffici, i vantaggi rispetto ai sistemi rigidi
I sistemi tradizionali, basati su connessioni meccaniche o magnetiche, sono intrinsecamente rigidi, il che contrasta con la natura flessibile dei robot soffici. Per questo, la prima realizzazione di un giunto reversibile completamente morbido è un fatto scientifico di estrema importanza.
La scoperta apre la strada a sistemi artificiali morbidi che possono cambiare forma tramite l’aggiunta e la sottrazione di massa. Robot soffici di nuova generazione dalle potenziali applicazioni praticamente infinite.
Operazioni di ricerca e soccorso in ambienti difficili
Esplorazione spaziale o sottomarina
Applicazioni mediche minimamente invasive
La capacità di questi robot di modificare la propria forma potrebbe permettere loro di navigare attraverso spazi ristretti o di adattarsi a condizioni ambientali imprevedibili.
Sfide e limitazioni attuali
Nonostante l’entusiasmo per questa innovazione, è importante notare che la tecnologia è ancora in una fase preliminare. Come evidenziato nello studio:
È tutto molto preliminare, ovviamente, perché ci sono molte cose rigide attaccate a questi robot con tubi e fili e cose del genere. E non c’è autonomia o carico utile qui.
C’è ancora molta strada da fare prima di poter vedere robot soffici completamente autonomi capaci di auto-modificarsi in risposta al loro ambiente.
Il futuro è flessibile
In un mondo in rapido cambiamento, la capacità di adattarsi e modificarsi potrebbe rivelarsi la chiave per affrontare le sfide future. I robot soffici di Yale, con la loro abilità di auto-amputarsi e riconnettersi, potrebbero essere i precursori di una nuova era di macchine adattive, pronte a piegarsi ma non a spezzarsi di fronte alle sfide imprevedibili del domani.
La ricerca è stata pubblicata su Advanced Materials da Bilige Yang, Amir Mohammadi Nasab, Stephanie J. Woodman, Eugene Thomas, Liana G. Tilton, Michael Levin e Rebecca Kramer-Bottiglio. Ve la linko qui.
L’articolo Robot soffici, quello di Yale si amputa (e si riattacca) la gamba da solo è tratto da Futuro Prossimo.
Robotica, biomimetica, soft robot
