Questa pinza robotica è incredibilmente delicata e straordinariamente forte

Il design della pinza trova un equilibrio tra "forza, precisione e delicatezza".

Di Andrea Paolo | Pubblicato il 15 agosto 2023 14:00 EDT

L'arte giapponese di tagliare e piegare la carta, conosciuta come kirigami, ha fornito una grande fonte di ispirazione per ingegnosi progetti robotici, ma l'ultimo esempio potrebbe essere il più versatile e impressionante finora. Come spiegato per la prima volta all'inizio di questo mese su Nature Communications, un team della North Carolina State University ha recentemente sviluppato una nuova pinza robotica morbida abbastanza sensibile da gestire gocce d'acqua e girare le pagine di un libro, ma abbastanza forte da raggiungere un rapporto carico utile/peso di 16.000. Con ulteriori perfezionamenti, gli ingegneri ritengono che la pinza potrebbe trovare la sua strada in una vasta gamma di settori, nonché nelle protesi umane.

"È difficile sviluppare un'unica pinza morbida in grado di gestire oggetti ultramorbidi, ultrasottili e pesanti, a causa dei compromessi tra resistenza, precisione e delicatezza", l'autore dello studio Jie Yin, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale dello stato NC , si legge in un comunicato. "Il nostro design raggiunge un eccellente equilibrio tra queste caratteristiche."

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Mentre le precedenti pinze morbide sono state sviluppate utilizzando elementi di kirigami, le strutture a forma di viticcio dei ricercatori distribuiscono la loro forza in modo tale da essere abbastanza delicate e precise da aiutare a chiudere alcune cerniere e raccogliere monete. Come recentemente notato anche da New Scientist, la forma e l'angolazione consentono alle pinze da 0,4 grammi di trattenere oggetti pesanti fino a 6,4 chilogrammi, un rapporto carico utile/peso 2,5 volte superiore al precedente record del settore.

Poiché le capacità delle pinze derivano dalla loro progettazione e non dai materiali stessi, il team ha anche dimostrato un ulteriore potenziale costruendo iterazioni a partire dalle foglie delle piante. Il potenziale delle pinze biodegradabili potrebbe rivelarsi estremamente utile in situazioni in cui sono necessarie solo temporaneamente, come la movimentazione di rifiuti sanitari pericolosi come gli aghi.

Se tutto ciò non bastasse, il team di NC State è andato ancora oltre sperimentando il collegamento delle pinze a una mano protesica mioelettrica controllata tramite l'attività muscolare nell'avambraccio di un utente. "La nuova pinza non può sostituire tutte le funzioni delle mani protesiche esistenti, ma potrebbe essere utilizzata per integrare quelle altre funzioni", ha affermato Helen Huang, coautrice dell'articolo e professoressa illustre della famiglia Jackson presso il Dipartimento congiunto di biomedicina della NC State. Ingegneria. “E uno dei vantaggi delle pinze kirigami è che non sarebbe necessario sostituire o potenziare i motori esistenti utilizzati nelle protesi robotiche. Potresti semplicemente utilizzare il motore esistente quando utilizzi le pinze.

Yin, Huang e i loro colleghi sperano di collaborare eventualmente con produttori di protesi robotiche, aziende di trasformazione alimentare, nonché aziende elettroniche e farmaceutiche per sviluppare ulteriori utilizzi per le loro pinze morbide.

Andrew Paul è lo scrittore dello staff di Popular Science che si occupa di notizie tecnologiche. In precedenza, ha collaborato regolarmente con The AV Club e Input, e ha avuto lavori recenti presentati anche da Rolling Stone, Fangoria, GQ, Slate, NBC e Internet Tendency di McSweeney. Vive fuori Indianapolis.