I robot con maglia magnetica stampata in 3D possono rimodellare e afferrare oggetti mentre galleggiano sull’acqua

Uno studio condotto dalla North Carolina State University indaga su un processo per la stampa 3D di robotica morbida che può essere controllato con campi magnetici. La robotica morbida è un sottocampo in cui oggetti robotici sono costruiti con materiali che imitano i tessuti degli organismi viventi; generalmente ottengono movimento senza l’uso di motori o servi. Le stampanti 3D fungono da strumenti ideali per gli ingegneri di robotica morbida poiché il loro lavoro dipende in larga misura dal lavoro con geometrie e materiali specifici di cui le stampanti 3D eccellono nella produzione.

“Questa ricerca mostra le capacità nel campo emergente della combinazione di stampa 3D e robotica morbida”, ha affermato Orlin Velev, professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso NC State e corrispondente autore della carta.

Il team dello stato dell’NC ha infuso particelle di ferro in una “pasta tixotropica omocomposita” a base di silicone e poi in mesh a forma di fisarmonica stampate in 3D. “Questa pasta auto-rinforzata ci consente di creare strutture estremamente morbide e flessibili”, ha dichiarato Sangchul Roh, uno studente di dottorato di ricerca nel laboratorio di Velev e primo autore dell’articolo.

“L’incorporamento di particelle di carbonio carbonile, che sono ampiamente disponibili e ad alta magnetizzazione, ci consente di impartire una forte risposta ai gradienti del campo magnetico”, ha aggiunto Joseph Tracy, professore di scienza dei materiali e ingegneria e co-investigatore senior del progetto. Quando applicano campi magnetici diretti agli oggetti stampati in 3D, si aprono e si chiudono di conseguenza.

“Le strutture sono anche ausiliarie, il che significa che possono espandersi e contrarsi in tutte le direzioni”, ha spiegato Velev. “Con la stampa 3D, possiamo controllare la forma prima e dopo l’applicazione del campo magnetico.” Le maglie galleggiano sull’acqua, che fornisce anche un ambiente a bassa resistenza per far funzionare i robot morbidi. Hanno dimostrato al robot di afferrare una piccola sfera di alluminio e di trasportare e depositare una singola goccia d’acqua.

Tali robot 3D sarebbero adatti a grandi droni per la pulizia degli oceani, afferrando pezzi di plastica e detriti sull’acqua per il successivo riciclaggio e smaltimento. I ricercatori vedono applicazioni più ambiziose, tuttavia, con Roh che commenta: “La mimazione di tessuti vivi nel corpo è un’altra possibile applicazione per queste strutture”.

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