Nuove possibilità per settori come la medicina e il monitoraggio ambientale grazie al nuovo micro-robot sviluppato dall’Università di Tampere (Finlandia) e dall’ateneo Anhui Jianzhu (Cina). Azionato dalla luce e in grado di muoversi autonomamente in liquidi viscosi (tipo il miele), questo robot è a tutti gli effetti una scoperta rivoluzionaria nel campo della robotica morbida.
Un micro-robot ispirato alla natura
Nel mondo microscopico, molti organismi hanno sviluppato tecniche ingegnose per spostarsi attraverso ambienti viscosi. L’Escherichia coli, ad esempio, utilizza un movimento “a cavatappi” per nuotare, mentre le ciglia e i flagelli si muovono in onde coordinate o con movimenti simili a frustate. Tuttavia, navigare a queste dimensioni è estremamente complesso a causa delle forze viscose predominanti, che rendono il nuoto simile a muoversi attraverso (appunto) il miele.
Ispirati da questi meccanismi naturali, i ricercatori si sono concentrati su un materiale innovativo chiamato elastomero cristallino liquido. Questo materiale reagisce a stimoli luminosi come i laser, generando movimenti autonomi grazie a una particolare modalità chiamata “energia elastica zero” (zero elastic energy mode, ZEEM). La capacità del materiale di ruotare autonomamente sotto l’influsso di un fascio di luce ha permesso la creazione del primo robot toroidale capace di muoversi autonomamente in liquidi viscosi.
Forma toroidale: una scelta strategica per la robotica morbida
Il concetto di un robot con una forma toroidale non è nuovo. Già nel 1977, il fisico Edward Purcell aveva ipotizzato che una struttura “a ciambella” potesse migliorare la capacità di navigazione dei microrganismi in ambienti dominati da forze viscose, dove le forze inerziali sono trascurabili. Tuttavia, fino ad ora, nessun robot toroidale era stato realizzato con successo.
La novità di questo studio, pubblicato sulla rivista scientifica Nature Materials, risiede proprio nella semplificazione del controllo di questi robot. Utilizzando un singolo raggio di luce, i ricercatori sono riusciti a eliminare la necessità di complesse architetture per il controllo del movimento. La luce agisce come un attivatore che innesca il movimento non reciproco del robot, consentendo di determinare autonomamente i propri movimenti nello spazio tridimensionale.
Applicazioni future e potenziali sviluppi
Questo nuovo micro-robot potrebbe avere applicazioni molto promettenti in diversi settori. In medicina, potrebbe essere impiegato per trasportare farmaci attraverso il muco fisiologico o per sbloccare vasi sanguigni, una volta che il dispositivo sarà miniaturizzato ulteriormente.
Inoltre, il micro-robot è capace di adattarsi a differenti ambienti, passando da una modalità di rotolamento a una modalità di auto-propulsione, rendendolo ideale per esplorare spazi confinati come quelli dei microfluidi.
Riferisce il sito dell’Università finlandese, il prossimo passo sarà esplorare le dinamiche collettive e le interazioni tra più robot toroidali, aprendo la strada a nuove possibilità di comunicazione e coordinazione tra questi microrobot intelligenti.
