Gestire questioni delicate

L’emergere della robotica morbida rappresenta un importante progresso nel campo della robotica, in particolare quando si tratta di maneggiare e manipolare oggetti delicati che sarebbero vulnerabili ai danni dei robot rigidi tradizionali. I robot morbidi sono costruiti con materiali flessibili e strutture conformi, che consentono loro di interagire con gli oggetti in modo più delicato e adattabile. Questa caratteristica è particolarmente vantaggiosa in settori quali la manipolazione degli alimenti, le applicazioni mediche e i delicati processi di assemblaggio, dove l'integrità degli oggetti è di grande importanza.

Tuttavia, c’è un compromesso nello sfruttare la robotica morbida per la manipolazione delicata di oggetti. Sebbene la gentilezza dei robot morbidi sia la loro forza, diventa anche il loro limite in termini di potenza e precisione. I robot tradizionali e rigidi sono generalmente in grado di esercitare una forza maggiore e ottenere una maggiore precisione nei loro movimenti. Questa mancanza di forza e precisione nei robot morbidi può limitare le loro applicazioni in compiti che richiedono una forza significativa, come il sollevamento di carichi pesanti o l’assemblaggio industriale con tolleranze strette.

Per affrontare questo compromesso, ricercatori e ingegneri esplorano continuamente soluzioni innovative. Alcuni approcci coinvolgono sistemi ibridi che combinano i vantaggi della robotica morbida e rigida, creando robot con rigidità variabile in grado di adattare le proprie capacità al compito specifico da svolgere. Inoltre, si stanno perseguendo progressi negli algoritmi di controllo e nei materiali per migliorare la forza e la precisione dei robot morbidi pur mantenendo le loro delicate caratteristiche di manovrabilità.

Ma i sistemi esistenti devono ancora affrontare completamente il problema della costruzione di pinze robotiche morbide in grado di operare con precisione e movimentare oggetti pesanti. Tuttavia, il lavoro promettente recentemente riportato da un team della North Carolina State University potrebbe aiutare a spostare la palla in avanti in modo significativo. Hanno sviluppato un dispositivo di presa robotizzato che è abbastanza delicato da raccogliere anche una goccia d’acqua, ma può anche raccogliere oggetti di peso superiore a 14 libbre. E per quanto riguarda la precisione, la pinza può facilmente gestire microfibre che sono 40 volte più sottili di un tipico capello umano.

L'idea per la pinza del ricercatore viene dal kirigami, che è legato all'origami, l'arte giapponese di piegare la carta, in cui la carta viene piegata e tagliata per formare forme tridimensionali. Le pinze sono state tagliate al laser da fogli di polietilene tereftalato in un design che massimizza la resistenza. Questo progetto è il risultato di una lunga serie di esperimenti precedenti condotti da questo team utilizzando tecniche simili. L'azionamento delle pinze, che consente loro di trattenere gli oggetti, è stato ispirato dalle curve mostruose delle piante a viticcio.

La forza e la delicatezza della pinza derivano da un design unico che distribuisce la forza sull'intero dispositivo mentre è in funzione. Ciò conferisce alla pinza un rapporto carico utile/peso da record di circa 16.000, 2,5 volte maggiore rispetto al record precedente. E data la precisione e la generosità offerte alla pinza dalla sua struttura, può consentire molti nuovi casi d’uso che prima erano poco pratici.

In una dimostrazione particolarmente interessante, la pinza è stata integrata con una protesi mioelettrica. Questo lavoro iniziale mostra la promessa di questo dispositivo di sostituire in un giorno la delicatezza e la forza della mano umana. Il team vede anche applicazioni per la loro pinza nella movimentazione di alimenti o materiali biomedici, o in compiti attualmente difficili da eseguire come chiudere cerniere lampo o raccogliere monete.

È stato notato che la pinza è indipendente sia dalla scala che dal materiale, quindi il dispositivo potrebbe facilmente ingrandirsi per gestire lavori molto grandi o ridursi per gestire lavori di piccole dimensioni. I ricercatori stanno attualmente studiando tipi di materiali alternativi per ottimizzare la durata e la resistenza.