Dì la parola "popcorn" e probabilmente ti verrà in mente una gustosa sorpresa teatrale. Ma questi piccoli kernel sono in grado di fare molto di più che tagliare semplicemente la tensione attenuata di un film di John Krasinski. Contengono un serbatoio di forza dispiegabile. Con l'aggiunta di calore, il processo di scoppio libera una scatola di energia di Pandora che, se sfruttata, può essere messa al lavoro.
Steven Ceron, un ingegnere meccanico della Cornell University (e, supponiamo, un devoto del popcorn), ha deciso di fare proprio questo in una serie di esperimenti. A maggio, ha presentato i risultati allettanti alla conferenza internazionale IEEE su robotica e automazione: robot alimentati a popcorn. Ora, Ceron ha scritto i suoi risultati in un documento — ed è stato causato dal disastro della robotica.
"La mia prima reazione è stata quella di chiedermi se si trattasse di uno scherzo molto ben studiato", afferma Adi Azulay, uno sviluppatore di design di Microsoft che non era coinvolto nella ricerca. "Ma hanno fatto tutto lì dentro e hanno realizzato tutto ciò che avevano deciso di fare."
È comprensibile come tutto ciò possa diventare esagerato. La frase "robot alimentati a popcorn" evoca piuttosto l'immagine, ma prima che la tua immaginazione si scateni con una trama di film B che dettaglia gli umanoidi iper-intelligenti che spargono chicchi infuocati nelle strade di Manhattan, tieni presente che la funzionalità alimentata a mais è ancora in la sua infanzia.
I robot presentati nel documento di Ceron, "Attuatori di robot guidati da popcorn", sono semplici: ad esempio, una è una mano a tre dita che afferra una palla soffice; un altro sostiene il peso di un kettlebell da nove libbre.
Gli attuatori sono componenti di dispositivi o sistemi che convertono l'energia in un movimento intenzionale, di solito per svolgere un compito, come un meccanismo che si chiude e apre una valvola per rilasciare vapore. Ma gli attuatori possono andare oltre i macchinari: il bicipite, ad esempio, è una specie di attuatore, poiché convoglia l'energia delle cellule in movimenti come la flessione.
Quando un kernel popcorn si apre, subisce una straordinaria trasformazione fisica. L'applicazione riscalda sacche d'acqua a vapore all'interno della pepita a forma di lacrima. Alla fine, la pressione aumenta fino al punto in cui non può più essere contenuta dal fragile guscio esterno - e il contenuto amidaceo esplode (per inciso, il "pop" che senti è in realtà il suono del vapore acqueo pressurizzato che viene liberato dal suo sdolcinato catene). Questa eruzione vulcanica è ciò che consente alla carne amidosa e morbida all'interno di piroettarsi, espandendosi fino a 15, 7 volte di volume. Immersi nell'aria circostante relativamente fresca, i flutti si asciugano e si riposizionano in nuvole gonfie e croccanti che si accoppiano così bene con burro e sale.
Ceron e i suoi colleghi hanno capito di aver visto questa energia sprecare per troppo tempo. Nel tentativo di sfruttare il potere del pop, i ricercatori hanno deciso di vedere se potevano andare contro il grano e spingere i confini di questo amido base.
In un esperimento, i ricercatori hanno usato i popcorn per alimentare un attuatore "inceppamento", aggiungendo integrità strutturale a un guscio esterno sciolto mentre i chicchi si aprivano. Il popcorn si è bloccato contro se stesso mentre si espandeva, rendendo la struttura abbastanza rigida da tirare un peso sospeso di 100 grammi verso l'alto. In un altro, il team ha utilizzato il popcorn esclusivamente come fonte di energia, posizionando i chicchi in un contenitore flessibile tra due piastre fissate da fili. Mentre i chicchi si aprivano, le piastre venivano separate, tirando i fili tesi e bloccando una "pinza" a forma di mano chiusa sotto l'attacco.
"Speriamo davvero che [questo lavoro] motiverà gli altri a considerare materiali non tradizionali, anche qualcosa di casuale come il popcorn", afferma Ceron in un'intervista con Evan Ackerman di IEEE Spectrum .
Il grande svantaggio dei robot alimentati a popcorn? Non c'è Benjamin che abbottona queste esplosioni banali. Questo non è solo un attuatore una tantum, ma una volta riempito un sistema con mais scoppiato, è comunque necessario eliminare le macerie (anche se, come indica la carta, i chicchi scoppiati si dissolveranno in acqua dopo due settimane) che è bello se stai operando con una scadenza molto, molto lassista).
Ma ciò che i popcorn mancano di sostenibilità, compensa il fatto di essere leggero, economico e biodegradabile, soprattutto se confrontato con una pompa ad aria, che, sebbene in grado di riciclare l'aria attraverso il suo sistema, richiederebbe anche un processo di produzione relativamente costoso che aggiunge molto peso su un sistema robotico. In altre parole, forse i popcorn potrebbero diventare il piatto compostabile di stoviglie robotizzate.
"Non dobbiamo sempre cercare soluzioni ad alta tecnologia", sostiene il supervisore di Ceron Kirsten H. Petersen, che dirige il Collective Embodied Intelligence Lab di Cornell, in un comunicato stampa per Cornell. "I robot semplici sono economici e meno soggetti a guasti e usura."
E, naturalmente, i popcorn sono davvero commestibili. Un'applicazione accattivante potrebbe essere un dispositivo ingeribile per una procedura medica, anche se i primi ricercatori dovrebbero armeggiare con molta attenzione con i loro meccanici per garantire che una serie di esplosioni di amido non causino il caos nel corpo umano. Un altro ostacolo, come sottolinea Azulay, è che "mentre i popcorn sono ingeribili, nessuno dei modi per farlo scoppiare".
Quindi, mentre ci possono essere kernel di conoscenza da raccogliere da questo lavoro, come al solito, solo il tempo dirà se i risultati valgono davvero il loro sale.
