Robot muscolosi: le fibre bioibride garantiranno una nuova agilità robotica

A detta di tutti gli esperti del settore, i robot del futuro si muoveranno grazie a dei muscoli veri. Siamo abituati a concepire androidi e componenti robotici come sistemi metallici poco agili e incapaci di movimenti armonici, ma nei prossimi anni la situazione muterà drasticamente. I robot muscolosi saranno campioni di flessibilità e contrattilità.

Robot muscolosi… il futuro è vicino

La rivoluzione robotica dipende dall’utilizzo di vere fibre muscolari biologiche. Così i robot della prossima generazione potrebbero essere incredibilmente agili. Avremo a che fare con sistemi efficienti in ogni tipo di movimento. L’ispirazione viene dal corpo umano e dalle strutture muscolari animali.

Dimentichiamo i robot rigidi e dalla camminata innaturale che abbiamo visto fino a oggi nei film o in giro per il mondo. La robotica contemporanea è già riuscita a concepire e realizzare prototipi capaci di salti ed evoluzioni ginniche, ma nel prossimo futuro incroceremo robot in grado di compiere movimenti fluidi, armonici, in tutto e per tutto naturali.

La ricerca dell’esercito americano

Anche l’esercito americano è alle prese con una ricerca orientata alla creazione di tessuti bioibridi per offrire ai robot muscoli di nuova generazione. Si tratta di fibre (classificate come quelle umane in fibre bianche, capaci di contrazione rapida, e fibre rosse, specializzate in contrazione lenta) che possono protegge la struttura meccanica dei robot, riscaldare l’esoscheletro, sostenerlo e muoverlo.

L’idea è quella di ottenere un sistema muscolare in grado di fondersi con le componenti meccaniche di una macchina. La bioingegneria sta lavorando a questo progetto da almeno dieci anni, ma finora i progressi sono stati lenti. Solo negli ultimi due o tre anni c’è stato uno scarto significativo.

L’ispirazione animale per i robot americani è il lupo. La Difesa vuole creare robot che come i lupi possano macinare centinaia di chilometri senza mangiare, su terreni di qualunque tipo e in condizioni climatiche estreme.

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Non a caso, il più sofisticato robot oggi disponibile è simile a un lupo, sia per peso che per dimensioni. Le differenze fondamentali sono che questo robot si sposta su ruote ed è alimentato da una batteria che dura al massimo qualche ora. In più, ha scarso equilibrio: non riesce a superare con elasticità ed eleganza tutti gli ostacoli. La soluzione a questo problema sta appunto nei tessuti bioibridi che sfruttano le caratteristiche meccaniche dei muscoli. C’è anche l’idea di creare un tessuto con capacità di immagazzinare sostanze, per esempio gli zuccheri, trasformabili in energia e quindi in movimento. Insomma, i robot muscolosi del futuro saranno simili a corpi animali: efficienti, complessi e articolati.

Il prototipo LLAMA

I tessuti sono sviluppati in laboratorio, ma sono sintetici solo in parte. Nascono in pratica da cellule animali, e vengono “coltivate” per dar vita a elementi specifici da adattare sulla struttura di un robot. Così, quando saranno collegati alle strutture rigide o semirigide di robot muscolosi, potranno espandersi o contrarsi grazie a opportuni impulsi elettrici, proprio come succede per un muscolo naturale.

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La prima applicazione di questa tecnologia sarà testata sul LLAMA, un prototipo creato nel 2018 per la ricerca e lo sviluppo in campo spaziale e militare (potrebbe aiutare i primi soccorritori in scenari rischiosi e in seguito a disastri naturali). Il progetto LLAMA è nato da una collaborazione tra la Duke University, la University of North Carolina e la NASA. In pratica è un robot a quattro zampe, simile a un lama, alto un metro e pesante settanta chili, che presto potrà muoversi con grande agilità grazie a dei veri e propri muscoli. Per ora è già abbastanza agile (come potete vedere nel video qui sotto). Ma la NASA vuole di più!