Gli scienziati dell'Università di Sheffield hanno compiuto progressi significativi nello sviluppo di Kilobot o tessuti robotici estensibili, che possono cambiare dimensione, restringersi e muoversi con eccezionale precisione. Guidato dal dottor Roderich Gross del Dipartimento di controllo automatico e ingegneria dei sistemi, il team di ricerca ha dimostrato con successo la fattibilità della creazione di tessuti robotici intelligenti accoppiando insieme moduli robotici a bassa potenza attraverso una rete elastica.
Una svolta rivoluzionaria nei tessuti robotici
In uno studio rivoluzionario pubblicato su Nature Communications, i ricercatori dell'Università di Sheffield hanno rivelato che i collegamenti elastici hanno consentito a questi robot modulari, delle dimensioni di una moneta da 50 centesimi, di muoversi in modo affidabile e coordinato. Lo studio ha mostrato la superiorità della rete elastica nel consentire ai moduli robotici soggetti a errori di marciare in formazione, superando i moduli rigidamente collegati o non collegati.
La ricerca condotta dagli scienziati di Sheffield apre interessanti possibilità per lo sviluppo di tessuti robotici a bassissima potenza in grado di navigare in spazi inaccessibili all'uomo. Questi tessuti potrebbero essere impiegati per ispezionare le condutture idriche sotterranee alla ricerca di crepe o essere dispiegati all'interno del corpo umano per il monitoraggio e il trattamento medico.
Tessuti prototipo e Kilobot intelligenti
I tessuti prototipo sviluppati in questo studio sono costituiti da piccoli moduli robotici noti come Kilobot. A causa delle loro dimensioni compatte, questi Kilobot sono caratterizzati dalla loro bassa potenza e capacità di elaborazione limitate. Ogni Kilobot utilizza motori a vibrazione per il movimento ma manca di un controllo preciso sulla sua direzione. Tuttavia, quando integrati nella rete elastica, questi moduli comunicano con i moduli vicini, consentendo al gruppo di determinare il modo più efficace per muoversi e comportarsi collettivamente.
Tradizionalmente, i gruppi di Kilobot e altri piccoli moduli non erano collegati fisicamente. Tuttavia, lo studio di Sheffield ha dimostrato che l'accoppiamento di questi moduli tramite una rete elastica ha migliorato significativamente la loro affidabilità nel movimento. Il dottor Roderich Gross ha spiegato che gli studi precedenti si sono concentrati su tessuti intelligenti che percepiscono l'ambiente circostante o cambiano aspetto. Allo stesso tempo, la loro ricerca ha approfondito i tessuti intelligenti che possiedono la capacità di spostarsi da un luogo all'altro in modo autonomo. Questi tessuti potrebbero navigare efficacemente in spazi inaccessibili all'uomo, come ispezionare l'interno di un motore a reazione.
Applicazioni in campo medico e industriale
Il Dr. Gross ha ulteriormente evidenziato il potenziale dei tessuti elastici e semoventi nelle applicazioni mediche. Ad esempio, questi tessuti potrebbero avvolgere sezioni danneggiate di organi, fornendo monitoraggio o stimolazione ad alta risoluzione. Inoltre, potrebbero essere utilizzati per scopi industriali, come l'ispezione di ambienti difficili o la navigazione di condutture sotterranee.
Movimento coerente reso possibile da legami elastici
Lo studio ha rivelato che un tessuto composto da più moduli ha ottenuto un movimento più efficace e coerente. Questa scoperta è parallela al movimento collettivo osservato negli stormi di uccelli, noto come principio dei molti torti. A differenza della ricerca precedente, tuttavia, i moduli di questo studio si basavano non solo sulla raccolta e l'elaborazione delle informazioni, ma anche sui legami fisici all'interno della maglia elastica. Ciò ha ridotto la loro dipendenza dalla percezione e dal pensiero ad alta intensità energetica, facilitando la miniaturizzazione e la realizzazione di tessuti composti da migliaia di moduli.
Lo studio ha coinvolto ricercatori dell'Università di Sheffield, dell'Università di Modena e Reggio Emilia, dell'Université Libre de Bruxelles, della Santa Catarina State University e del Worcester Polytechnic Institute. È possibile accedere al documento intitolato "Movimento coerente di individui inclini all'errore attraverso l'accoppiamento meccanico" per ulteriori dettagli sulla ricerca.
La ricerca pionieristica condotta dagli scienziati dell'Università di Sheffield ci ha avvicinato alla realizzazione di tessuti robotici elastici. Questi tessuti, in grado di restringersi, crescere e muoversi con precisione, possono rivoluzionare vari campi, dalle ispezioni industriali agli interventi medici, consentendo la navigazione in spazi inaccessibili e fornendo opzioni di monitoraggio e trattamento ad alta risoluzione.
Articolo originale e fonte dell'immagine: https://www.sheffield.ac.uk/news/