Gli ingegneri della Iowa State University hanno sviluppato dei minuscoli tentacoli per robot che permetterebbero loro di manipolare in modo sicuro oggetti e materiali delicati, come ad esempio i vasi sanguigni. La ricerca è descritta in un documento accessibile al pubblico sulla rivista Scientific Reports.

 

I tentacoli

Ancora una volta possiamo assistere a un tentativo ben riuscito di miniaturizzazione della tecnologia. I tentacoli costruiti dagli ingegneri della Iowa State University sono composti da microtubi di PDMS (polidimetilsilossano) un elastomero trasparente che possiede le caratteristiche fisiche-chimiche tipiche del caucciù. Tali microtubi sono lunghi un terzo di un pollice (circa 0,84 cm) e larghi meno di un centesimo di pollice (circa 0,0254 cm). Sono davvero minuscoli.

Il professore associato di ingegneria elettrica e informatica, Jaeyoun Kim, ha dichiarato: “Gran parte dei robot usano due dita per raccogliere oggetti che devono stringere. Ma questi tentacoli avvolgono molto delicatamente.”. Non solo piccoli, dunque, ma anche molto delicati. Una caratteristica fondamentale se in futuro questa tecnologia potrà essere usata per operazioni chirurgiche di un certo rilievo.

 

La forma a spirale

I ricercatori hanno fatto in modo che i tentacoli potessero assumere anche una forma a spirale. Hanno quindi sigillato una delle estremità dei tubi riempiendoli e svuotandoli d’aria. La pressione dell’aria e lo spessore asimmetrico delle pareti dei microtubi hanno di conseguenza formato una piega circolare. Dopodiché hanno aggiunto un po’ di PDMS alla base dei microtubi per ingrandire la curva e creare un avvolgimento a spirale di due giri.

Ma perché proprio questa forma? Gli ingegneri sostengono che “i tentacoli a spirale sono ampiamente utilizzati in natura per afferrare e stringere gli oggetti. Ci sono stati continui sforzi nel campo della robotica soft per imitarli con attuatori con tubo pneumatico, ma il movimento realistico, multi-giro della spirale fino ad ora è stato riprodotto solo con tentacoli in scala di centimetri. In scala millimetrica o sub-millimetrica si potevano piegare solo fino a un singolo giro.“.

Si tratta allora di un significativo passo avanti: tentacoli robotici ancora più piccoli, in grado di avvolgersi a spirale fino a due giri e di maneggiare anche oggetti molto fragili.

 

Per una chirurgia ad alta precisione

Il raggio finale della spirale dei minuscoli tentacoli è di 200 micrometri (0.02 cm). Il professor Kim ha affermato che questa tecnologia sarà ideale per future applicazioni mediche, come interventi chirurgici ai tessuti e ai vasi sanguigni perché i tentacoli robotici non avranno abbastanza forza per causare danni.

Inoltre, il professor Kim è convinto che questa ricerca potrà unire altri due ambiti scientifici: “C’è la microrobotica, dove le persone vogliono creare robot sempre più piccoli. E c’è la robotica soft [soft robotics], dove le persone non vogliono creare robot di ferro e acciaio. Questo progetto è una sovrapposizione di entrambi i cambi. Voglio dare inizio a un nuovo lavoro nel settore con la robotica soft e su microscala.“.

Impossibile non pensare alla nanotecnologia. Se riusciremo a rendere gli strumenti tecnologici sempre più piccoli, delle dimensioni dei nanometri, allora forse non potremo nemmeno parlare più di interventi chirurgici. Tra l’altro, dei nanobot sono stati già testati in un vivente con risultati davvero interessanti. E c’è chi pensa addirittura oltre. Ray Kurzweil, ad esempio, sostiene che i nanobot connetteranno il cervello al cloud computing.

Ok, calma, siamo solo all’inizio. C’è ancora molto su cui lavorare e non sappiamo ancora con sicurezza se la nanotecnologia rivoluzionerà la medicina. Ma come si fa a non rimanere affascinati da queste innovazioni tecnologiche? E se potranno migliorare davvero la nostra salute, avremo solo da guadagnarci.

Fonte: kurzweilai
Foto: Jaeyoun (Jay) Kim/Iowa State University

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