Gli ingegneri dell'Istituto Italiano di Tecnologia (ITT) e della St. Anne's High School hanno sviluppato un nuovo approccio alla creazione di muscoli artificiali. La tecnologia è stata denominata GRACE (acronimo di "Geometry Based Actuator Capable of Compressing and Elongating"). Secondo gli sviluppatori, con queste unità, i bracci dei robot meccanici diventeranno funzionali e flessibili come le mani umane. Allo stesso tempo, GRACE può essere realizzato su una stampante 3D amatoriale a casa.
Secondo il portale ITT, la progettazione e la produzione di muscoli artificiali è uno dei compiti più difficili nel campo della robotica. Gli scienziati che vogliono ottenere un'elevata plasticità dai robot devono riprodurre i processi chiave all'interno del tessuto muscolare umano. Questo lavoro prevede la messa a punto di singole fibre artificiali e articolazioni per piegamenti, torsioni e altri movimenti precisi. In precedenza, tali operazioni non potevano fare a meno di apparecchiature sofisticate e di una grande potenza di calcolo, ma un gruppo di ingegneri italiani è riuscito a democratizzare la produzione di un sistema promettente.
Gli autori si sono concentrati sull'ottimizzazione degli attuatori pneumatici, il principale meccanismo necessario per il funzionamento dei muscoli artificiali. Hanno creato la piattaforma GRACE sotto forma di un tubo flessibile di plastica cavo con pieghe che scendono lungo i lati. Quando l'aria viene forzata in questo attuatore attraverso un tubo collegato, si contrae longitudinalmente e si espande radialmente. In poche parole, GRACE può modificarne la lunghezza e lo spessore su richiesta. Per dimostrare l'efficacia del nuovo sistema, gli ingegneri hanno assemblato un vero e proprio braccio robotico da 18 nuovi attuatori.
La forma e le dimensioni del manipolatore imitavano la mano umana e il suo peso era di 100 grammi. In una serie di esperimenti, gli autori hanno dimostrato che questa mano ripete facilmente tutte le azioni di base di una normale mano umana: con l'aiuto di GRACE, ha stretto le dita, ha ruotato l'intero palmo e ha anche ruotato il polso. Una caratteristica importante dello studio è stata il sistema di produzione: gli ingegneri hanno utilizzato solo una stampante 3D amatoriale e plastica e resina morbida sono state utilizzate come materiali per la produzione.
Gli sviluppatori hanno anche aggiunto che i nuovi attuatori sono progettati in modo tale da poter sostenere fino a 1.000 volte il proprio peso. Inoltre, se nella produzione vengono utilizzati materiali più resistenti della plastica, la forza di GRACE aumenterà ancora di più. Secondo gli scienziati, in futuro, la loro invenzione sarà utile nello sviluppo di robot puliti e abili, nonché nelle protesi.
2022-09-01 14:24:12
Autore: Vitalii Babkin