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Curiosità

Da oggetto a robot, la chiave è uno spray

Nell’ immaginario comune il robot evoca l’idea di goffi marchingegni di metallo, impacciati nei movimenti, limitati a poche basiche funzioni. Ma se le cose non stessero realmente così?

A ribaltare i luoghi comuni arriva l’invenzione del team di ricerca del Dottor Shen Yajing dell’università di Hong Kong che ha realizzato il cosiddetto M-spray.

Cos’è realmente M-spray?

M-spray è uno spray in grado di poter trasformare oggetti inanimati in millirobot, ossia dei robot dalle dimensioni particolarmente ridotte (quasi pari a quelle di un insetto) con la capacità di potersi adattare a diversi ambienti. Tale caratteristica dipende principalmente dalla forte capacità di adesione dello spray alla superficie di applicazione. Esso infatti potrà aderire sia a superfici lisce che ruvide di oggetti 1D, 2D, 3D in maniera istantanea, stabile e salda, andando a creare un rivestimento dallo spessore estremamente piccolo (compreso tra 0.1 e 0.25mm).

La sua composizione presenta principalmente alcool polivinilico (PVA), glutine e particelle di ferro che conferiscono al rivestimento una caratteristica magnetica. Ed è proprio grazie a questa peculiarità che il moto di questi millirobot è possibile. Infatti, all’applicazione dello spray sull’ oggetto interessato segue un processo di magnetizzazione secondo singole o multiple direzioni di magnetizzazione che permettono così di poter avere il pieno controllo sulla locomozione dell’oggetto tramite l’azione di un campo magnetico.

Per evitare che il rivestimento si solidifichi, al fine di avere la possibilità di riprogrammarlo in futuro, si applica calore permettendo così agli oggetti, in prossimità di un campo magnetico, di diventare millirobot ognuno con diverse capacità di locomozione. Essi infatti, a seconda della loro struttura macroscopica potranno strisciare, capovolgersi o rotolare su varie superfici.

Tra gli esperimenti effettuati dal team ci sono la conversione di un filo di cotone in un robot rettile soffice, oppure di un origami capace di camminare o ancora di una pipetta di plastica in grado di rotolare.

L’aspetto più interessante di questa ricerca è l’approccio utilizzato dal team del Dottor Shen Yajing, che si basa sulla riprogrammazione dei millirobot a seconda delle necessità legate alla locomozione. Infatti, convenzionalmente, la struttura del robot viene decisa e fissata al momento della fabbricazione, cosa che lo rende vincolato nella versatilità dei movimenti. Tuttavia se il solido venisse inumidito con uno strato completo di M-spray e successivamente si applicasse un forte campo magnetico, si verificherebbe la possibilità di cambiare la distribuzione e le direzioni di allineamento delle particelle magnetiche ricoperte da M-spray. L’effetto è di far cambiare modalità di locomozione ad uno stesso millirobot senza quindi doverne creare di nuovi.

Uno degli esperimenti principali effettuati dal team di ricerca, che a livello applicativo potrebbe rivelarsi estremamente utile, è quello del catetere. Utilizzato in ambito diagnostico, terapeutico o chirurgico per la somministrazione di farmaci o per l’introduzione di strumenti chirurgici nel corpo umano, grazie ad un rivestimento di M-spray potrà seguire dei percorsi curvilinei sia lisci che più taglienti. Ciò, oltre a evitare rischi da caduta del catetere all’interno dell’organismo durante l’inserzione consente di centrare con precisione il luogo di rilascio.

Ovviamene il rivestimento di M-spray, già testato sui conigli, non presenta controindicazioni. La biocompatibilità delle sue materie prime permette l’assorbimento e l’escrezione dello strato di M-spray dal corpo umano.

Con questa innovativa creazione, per il campo della robotica si è aperta una nuova porta che fino a qualche anno fa poteva solo sembrare fantascienza, d’altronde se qualcuno ci avesse mai detto di poter dare vita ad un sasso lo avremmo giudicato folle. Questa invenzione è quindi la piena dimostrazione che il limite allo sviluppo scientifico è unicamente la nostra immaginazione.

Articolo a cura di Diego Bellavia.