Muscoli Artificiali che Imitano l’Anatomia Umana

Ricercatori della Northwestern University hanno creato un dispositivo morbido e flessibile che permette ai robot di imitare il movimento dei muscoli umani. Questa nuova tecnologia, chiamata attuatore morbido, rappresenta un avanzamento significativo nel campo della robotica.

Nel loro studio recentemente pubblicato, il team di ricerca spiega come gli attuatori robotici convenzionali siano tipicamente rigidi e costosi. Queste caratteristiche possono limitarne la sicurezza, specialmente in ambienti dove umani e robot interagiscono. L’attuatore morbido appena sviluppato, invece, è stampato in 3D da un comune tipo di gomma, rendendolo economico (circa 3 dollari).

Ryan Truby, il ricercatore principale, ha dichiarato: “Se un robot morbido dovesse collidere con una persona, l’impatto sarebbe significativamente meno doloroso rispetto a un robot duro e rigido. Il nostro attuatore rende i robot più adatti per ambienti orientati all’interazione umana. Inoltre, il loro basso costo consente applicazioni più ampie che in precedenza erano troppo costose da considerare.”

Il design del nuovo attuatore trae ispirazione dai muscoli umani, che si contraggono e si irrigidiscono contemporaneamente per facilitare il movimento e esercitare forza.

Truby ha aggiunto: “Quando sviti il coperchio di un barattolo, i tuoi muscoli si irrigidiscono e si tendono per applicare la forza necessaria. Questo aspetto del funzionamento muscolare è stato trascurato nella robotica soft. La maggior parte degli attuatori soft diventano più flessibili quando sono in uso, ma il nostro design si irrigidisce durante il funzionamento.”

Il nuovo attuatore raggiunge questo obiettivo utilizzando “ausetici di taglio manuale” (HSAs) stampati in 3D e realizzati in gomma. Questi HSAs si espandono e si estendono quando vengono attorcigliati, fornendo all’attuatore la capacità di trasmettere forza in modo efficace. Questa caratteristica mancava nei precedenti robot soft.

Per mostrare le capacità dell’attuatore, i ricercatori hanno creato un robot strisciante simile a un verme e un bicipite artificiale. Il robot strisciante, lungo solo 26 centimetri, ha navigato abilmente in spazi ristretti, mentre il bicipite artificiale ha sollevato con successo un peso di 500 grammi 5.000 volte di seguito.

I ricercatori sono ottimisti riguardo ai futuri miglioramenti. Mentre l’attuale prototipo dimostra la fattibilità del concetto, le future ricerche si concentreranno sul miglioramento delle prestazioni dell’attuatore. Gli scienziati mirano a aumentare la sua velocità e forza per ampliare la sua gamma di potenziali applicazioni.