I muscoli robotici sempre più vicini a quelli umani

Muscoli artificiali: Nuovo approccio scientifico promette attuatori più efficienti e a basso consumo per robot e dispositivi avanzati

La tecnologia sta facendo passi da gigante in molteplici campi. Nel seguente articolo parleremo di un metodo inedito per progettare nuovi attuatori di movimento soft e muscoli artificiali robotici, basato su sinergie tra proprietà di materiali diversi. Questo metodo è frutto di una collaborazione tra due gruppi di ricerca. Il primo, di Marco Fontana, docente di Meccanica applicata alle macchine presso l’Istituto di Intelligenza Meccanica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, e il secondo di Martin Kaltenbrunner, docente di Fisica della Materia presso l’Università Johannes Kepler di Linz.

I risultati di questa ricerca, che ha portato allo sviluppo di attuatori più stabili ed efficienti, sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Electronics. Gli attuatori sono dispositivi che convertono energia elettrica in movimento o forza e svolgono un ruolo cruciale nella vita quotidiana. Gli attuatori basati su materiali soft, come film plastici flessibili riempiti di oli e ricoperti con plastiche conduttive. Sono particolarmente interessanti per la loro leggerezza, il funzionamento silenzioso e la biodegradabilità.

La novità di questo metodo risiede nella scoperta di combinazioni di materiali che consentono ai muscoli artificiali di sostenere una forza costante per tempi arbitrariamente lunghi. Superando così il limite temporale delle contrazioni muscolari precedenti. Un progresso possibile grazie a una collaborazione internazionale che ha coinvolto anche la creazione di un sistema per misurare accuratamente la forza in questi attuatori.

Inoltre, il nuovo metodo ha portato a una significativa riduzione del consumo energetico, fino a mille volte inferiore. Ciò apre la strada a muscoli artificiali più efficienti dal punto di vista energetico. Gli scienziati hanno utilizzato le combinazioni di materiali identificate per sviluppare con successo diversi tipi di muscoli artificiali, ottiche a gradazione variabile e display tattili.

L’applicazione pratica di questa innovazione potrebbe avere impatti significativi in settori come dispositivi assistivi, macchine automatiche e robot mobili per l’esplorazione terrestre, marina e spaziale. L’obiettivo è creare soluzioni a basso costo e alte prestazioni con bassi consumi e impatti ambientali, rendendole sostenibili.