Un team di ricercatori della School of Engineering and Applied Sciences della Columbia University ha sviluppato un nuovo tipo di muscolo morbido sintetico che può essere prodotto utilizzando la tecnologia di stampa 3D. Il materiale si è rivelato molto resistente ed è in grado di sopportare un peso 1000 volte maggiore del proprio, e il limite della sua energia di deformazione elastica (allungamento) è 15 volte superiore rispetto ai tessuti dei muscoli reali.
Il materiale non richiede l'uso di una fonte esterna per controllare la pressione, che si trova spesso in altre soluzioni esistenti che si basano sull'energia del gonfiaggio pneumatico o idraulico (gonfiaggio). Questi componenti tendono a occupare molto spazio, rendendoli scomodi da usare quando si costruiscono macchine dove compattezza e indipendenza sono importanti.
La base dei muscoli sintetici è la gomma siliconica, che ha una struttura porosa piena di etanolo. Il materiale è guidato da una corrente elettrica a bassa potenza trasmessa attraverso fili molto sottili ad alta resistenza.
Muscolo sintetico prima e dopo l'attivazione
"Abbiamo compiuto alcuni progressi nella creazione di un cervello digitale per i robot, ma i loro corpi sono ancora a un livello primitivo", ha commentato Hod Lipson, professore di ingegneria meccanica, a capo del progetto.
“Questo è un grande pezzo del puzzle e, proprio come la biologia, i muscoli sintetici progettati possono prendere e modellarsi in mille modi diversi. Stiamo iniziando a superare uno degli ultimi ostacoli che ha impedito la creazione di robot realistici.
Nuovi muscoli sintetici possono essere di grande beneficio nella progettazione e produzione dei cosiddetti robot "morbidi". Negli ultimi anni ci sono stati enormi progressi nella creazione di macchine dotate della capacità di svolgere molti compiti delicati. Tuttavia, ci sono ancora molte azioni che i robot solidi non possono eseguire.
Catturare e manipolare oggetti richiede un livello di destrezza e flessibilità che la tecnologia attuale non può fornire. Nuovi materiali, come quello discusso in questo articolo, consentiranno di creare robot in grado di manipolare oggetti morbidi e piccoli senza arrecare loro alcun danno.
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Le macchine che utilizzano tali tecnologie saranno in grado di fornire un'assistenza affidabile a una persona che lavora in situazioni in cui sono richieste azioni delicate, ad esempio in medicina. È del tutto possibile che tali materiali inizieranno ad essere utilizzati nelle protesi di nuova generazione, che saranno in grado di fornire un livello di controllo molto superiore a quello fornito dalle protesi attuali.
Ora gli scienziati della Columbia University stanno pianificando di migliorare i muscoli sintetici e sostituire i fili ad alta resistenza usati con materiali altamente conduttivi per aumentare la velocità e l'efficienza della risposta muscolare.
Nikolay Khizhnyak
