Ricercatori sviluppano un rivoluzionario muscolo artificiale autosensibile
Researchers develop a revolutionary self-sensing artificial muscle.
I ricercatori della Queen Mary University di Londra hanno aperto la strada a una straordinaria innovazione nel campo della bionica, sviluppando un nuovo muscolo artificiale elettrico a variazione di rigidità con capacità di auto-sensing. Questa rivoluzionaria tecnologia, come riportato in Advanced Intelligent Systems, promette di trasformare i settori della robotica morbida e delle applicazioni mediche. Con la capacità di passare senza sforzo tra stati morbidi e rigidi, mentre avverte anche forze e deformazioni, questo muscolo artificiale imita la flessibilità e l’estensibilità del muscolo naturale, facilitando l’integrazione in complessi sistemi robotici morbidi e l’adattamento a diverse forme.
Tecnologia di rigidità variabile e il suo potenziale
“Potenziare i robot, specialmente quelli realizzati con materiali flessibili, con capacità di auto-sensing è un passo fondamentale verso una vera intelligenza bionica”, afferma il dott. Ketao Zhang, il ricercatore principale e docente alla Queen Mary.
Il nuovo muscolo artificiale ideato dal team di ricerca presenta una notevole resistenza con una capacità di allungamento che supera il 200% lungo la direzione longitudinale, rendendolo un ottimo candidato per varie applicazioni.
La rigidità di questo muscolo artificiale può cambiare rapidamente regolando le tensioni, ottenendo una modulazione continua con una variazione di rigidità superiore a 30 volte. Questa caratteristica azionata dalla tensione fornisce un vantaggio significativo in termini di velocità di risposta rispetto ad altri muscoli artificiali. Inoltre, il muscolo può monitorare la propria deformazione attraverso variazioni di resistenza, eliminando la necessità di dispositivi sensori separati, semplificando i meccanismi di controllo e riducendo i costi.
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Semplice fabbricazione e ampie applicazioni
Il processo di fabbricazione di questo muscolo artificiale a auto-sensing è semplice e affidabile. I nanotubi di carbonio vengono miscelati con silicone liquido utilizzando la tecnologia di dispersione ad ultrasuoni e successivamente rivestiti uniformemente per creare un sottile catodo stratificato, che funge anche da parte di sensing del muscolo artificiale. Dopo la cura dei materiali liquidi, si forma un completo muscolo artificiale a variazione di rigidità e auto-sensing.
Le potenziali applicazioni di questa tecnologia flessibile a variazione di rigidità sono ampie, che vanno dalla robotica morbida alle applicazioni mediche. L’integrazione senza soluzione di continuità di questa tecnologia con il corpo umano apre possibilità per assistere persone con disabilità o pazienti nell’esecuzione di compiti quotidiani essenziali. Integrando il muscolo artificiale a auto-sensing, i dispositivi robotici indossabili possono monitorare le attività di un paziente e fornire resistenza regolando i livelli di rigidità, facilitando il ripristino della funzione muscolare durante l’allenamento riabilitativo.
Il dott. Zhang sottolinea l’importanza di questa ricerca, affermando: “Sebbene ci siano ancora sfide da affrontare prima che questi robot medici possano essere utilizzati in contesti clinici, questa ricerca rappresenta un passo cruciale verso l’integrazione uomo-macchina. Fornisce una bozza per lo sviluppo futuro di robot morbidi e indossabili”.
Lo studio innovativo condotto dai ricercatori della Queen Mary University di Londra rappresenta una pietra miliare significativa nel campo della bionica. Lo sviluppo di muscoli artificiali elettrici a auto-sensing getta le basi per progressi nella robotica morbida e nelle applicazioni mediche, segnando un passo cruciale verso la realizzazione del potenziale della tecnologia bionica.
