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- In che modo la biomimetica ispira l'innovazione umana
Il meshworm utilizza la peristalsi, contraendo ed espandendo diversi segmenti muscolari, a pollice sul terreno. Immagine tramite MIT
Negli ultimi anni, gli ingegneri hanno sempre più guardato al mondo naturale quando hanno inventato robot all'avanguardia. Droni volanti ispirati da uccelli e insetti sono saliti in cielo e sono stati sviluppati robot per il nuoto basati sulle meduse per i mari.
Ora, un team di scienziati del MIT, di Harvard e della Seoul National University sono stati ispirati da un diverso tipo di creatura per un robot di prossima generazione: l'umile lombrico. Come dettagliato in un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Transactions on Mechatronics, un gruppo guidato dalla professoressa Sangbae Kim ha creato un dispositivo che chiamano "Meshworm", un piccolo robot che striscia lungo il terreno allo stesso modo dei vermi, usando il principio di peristalsi.
Il dispositivo è azionato da una spirale a forma di spirale di muscolo artificiale in titanio e lega di nichel, un materiale scelto per un motivo particolare: si allunga quando riscaldato e si contrae alla sua forma originale una volta raffreddato. Gli ingegneri hanno utilizzato una batteria interna e un circuito stampato per applicare una debole corrente elettrica a diversi segmenti muscolari all'interno del Meshworm, riscaldando ciascuno di essi a turno. Quando ogni segmento viene riscaldato, si espande in lunghezza, facendo contrarre brevemente la circonferenza esterna della maglia, per poi tornare rapidamente alla sua dimensione originale. Poiché questo movimento si verifica in successione in ciascun segmento, produce un'ondata di contrazione che consente a Meshworm di strisciare lungo il terreno.
Tutto ciò può sembrare complicato, ma sembra incredibilmente realistico: probabilmente l'hai visto accadere centinaia di volte durante la tua vita nella natura. Oltre ai lombrichi, anche le lumache e i cetrioli di mare si muovono attraverso la peristalsi, ei nostri stessi tratti gastrointestinali spostano il cibo lungo lo stesso meccanismo. Vedi Meshworm move nel video MIT di seguito:
Inoltre, il robot presenta muscoli artificiali che corrono lungo la sua lunghezza su entrambi i lati sinistro e destro. Quando uno di questi muscoli viene riscaldato, tirano il dispositivo a sinistra oa destra, permettendogli di sterzare in entrambe le direzioni mentre si muove in avanti. Il robot autonomo può essere programmato per muoversi lungo particolari percorsi senza intervento umano.
Il Meshworm ha un'altra caratteristica notevole: è quasi indistruttibile. Poiché il dispositivo è composto quasi interamente da parti morbide, può essere martellato o calpestato senza subire danni reali. "Puoi lanciarlo e non crollerà", ha detto Kim in un comunicato stampa del MIT. "La maggior parte delle parti meccaniche sono rigide e fragili su piccola scala, ma le parti in meshworm sono tutte fibrose e flessibili."
I potenziali usi dei concetti dimostrati in questo dispositivo sono vari. La ricerca è finanziata dalla DARPA, un'agenzia del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti che sviluppa nuove tecnologie militari, e alcuni ipotizzano che un giorno un robot potrebbe essere utilizzato in missioni di ricognizione, dal momento che potrebbe essere lanciato a terra, lanciato o lanciato su distanze relativamente lunghe e atterrare senza danni. I ricercatori osservano che tale tecnologia potrebbe essere utile per navigare su terreni accidentati e adattarsi a piccoli spazi; questo, insieme al fatto che opera in modo discreto e poco appariscente, dà credito all'idea che un giorno strisciare per terra come una spaventosa robo-spia.
Ma potrebbero esserci anche usi più benigni. Kellar Autumn, professore al Lewis e al Clark College che studia biomeccanica in robotica, ha detto al MIT che un giorno dispositivi simili al Meshworm potrebbero essere utili per una vasta gamma di applicazioni, tra cui sia la tecnologia di consumo che i dispositivi medici quali endoscopi, impianti e protesi. "Anche se il corpo del robot è molto più semplice di un vero worm - ha solo pochi segmenti - sembra avere prestazioni piuttosto impressionanti", ha detto Autumn. "Prevedo che nel prossimo decennio vedremo muscoli artificiali che cambiano forma in molti prodotti, come telefoni cellulari, computer portatili e automobili."
