Robot morbidi con scheletri di origami: in grado di sollevare 1.000 volte il loro peso

Il mese scorso vi avevamo proposto una notizia riguardante dita robotiche prensili, completamente biodegradabili e addirittura 100% commestibili, basate più o meno sullo stesso concetto vi presentiamo il frutto di una ricerca, fatta dal MIT CSAIL e dal Wyss Institute di Harvard, che ha portato a realizzare appendici prensili, ma anche veri e propri attuatori, basate sempre su materiale morbido, biodegradabile ed in questo caso anche molto robusto.

La robotica "morbida" è stata per anni un campo di ricerca promettente, ma queste creazioni sono state frenate dall'assenza di una caratteristica importante: la forza; i ricercatori, in questo caso, hanno risolto questo punto debole andando ad attingere da un'arte orientale già usata nel dodicesimo secolo, cioè l'origami.

Partendo dal concetto che un muscolo senza un osso di sostegno non è in grado di sostenere grandi forze, è stata utilizzata la tecnica dell'origami per creare veri e propri scheletri di carta, metodologicamente ripiegata, al fine di fornire la rigidità e le funzioni che si vogliono ottenere; il muscolo invece viene rimpiazzato da un sacchetto sigillato, riempito di aria o di un liquido.

L'inserimento dell'origami all'interno del sacchetto-muscolo, da origine ad una struttura completa e molto modulare, che può essere comandata andando a gestire la pressione presente all'interno del sistema: l'intera struttura collassa in caso di pressione bassa e si contrae se alta, replicando grossolanamente proprio l'azione che avviene nei nostri muscoli.

Punto di forza di questa tecnologia sicuramente la completa scalabilità e modularità e lo straordinario rapporto peso-potenza, infatti questo tipo di muscoli artificiali risultano ben più forti della controparte umana, in grado di sollevare 1.000 volte il loro stesso peso.

Invece un difetto di questi attuatori robotici è rappresentato dal fatto che non risultano facilmente controllabili e soprattutto riprogrammabili: ogni tipo di origami indica una direzione in cui effettuare il movimento basato esclusivamente sulla struttura in carta realizzata, la quale, una volta creata, non può essere modificata.

Quindi è possibile realizzare robot-attuatori con una singola funzione, la quale però, sfruttando ad esempio particolari algoritmi, può essere ben progettata in base allo studio dell'esatta forma da imprimere allo scheletro di carta, in modo che questi muscoli possano eseguire anche movimenti complicati, come la torsione, utile ad esempio in linee di montaggio: tuttavia, questo significa comunque che questi muscoli artificiali non possono essere così dinamici o adattabili come i robot industriali più tradizionali a cui siamo abituati a pensare.

Però tutto sommato, stabilito il singolo movimento di ciascun tipo di "muscolo", esso potrà muoversi senza complicati sistemi di gestione e sensoristica varia, ma esclusivamente nel campo di movimenti dettato dalla natura della sua struttura, semplificandone la produzione e la successiva programmazione.

La professoressa Daniela Rus, direttrice del CSAIL ed autrice principale di questo studio, precisa che "Abbiamo mostrato una combinazione di quattro muscoli che formano un braccio con una pinza in grado di raccogliere una gomma" e "Se aggiungessimo un giunto ed un altro braccio, cosa abbastanza facile da fare vista l'ampia modularità del sistema, saremmo in grado non solamente di sollevare il pneumatico, ma di spostarlo e posizionarlo ovunque".

Per la squadra della Rus è già in programma un'ulteriore sfida per constatare l'effitiva scalabilità dei componenti fino ad oggi progettati, cioè costruire un tronco di elefante robotico e morbido, "flessibile e potente" come un vero elefante e "Grande come una persona", afferma la Rus; quindi non ci resta che aspettare i risultati che otterranno da questa nuova prova.