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Un robot cingolato raccapricciante
I lombrichi strisciano sul terreno utilizzando un meccanismo chiamato peristalsi per spremere e allungare i muscoli lungo i loro corpi, avanzando lentamente ad ogni ondata di contrazioni. Ora i ricercatori del MIT, dell'Università di Harvard e della Seoul National University hanno progettato un robot autonomo che si muove allo stesso modo. Il robot, realizzato quasi interamente con materiali morbidi, è straordinariamente resistente: se calpestato o colpito con un martello, può allontanarsi incolume. I ricercatori affermano che un robot così morbido può essere utile per navigare su terreni accidentati o per infilarsi in spazi ristretti.
Per costruire il robot noto come Meshworm, i ricercatori hanno creato quello che chiamano muscolo artificiale da un filo di nichel e titanio, una lega a memoria di forma che si allunga e si contrae con il calore. Avvolgono il filo attorno al corpo della rete per creare segmenti lungo la sua lunghezza, proprio come i segmenti di un lombrico. L'applicazione di una piccola corrente al filo lo riscalda per spremere il tubo in rete e spingere il robot in avanti.
I ricercatori, guidati dall'assistente professore di ingegneria meccanica Sangbae Kim, hanno pubblicato i dettagli del progetto sulla rivista IEEE/ASME Transactions on Mechatronics. Hanno notato che i lombrichi hanno due gruppi muscolari principali: fibre muscolari circolari che avvolgono il corpo simile a un tubo e fibre muscolari longitudinali che corrono lungo la sua lunghezza. I due gruppi muscolari lavorano insieme per far avanzare il verme.
Per progettare un sistema simile, morbido e guidato dalla peristalsi, i ricercatori hanno prima realizzato un lungo corpo tubolare arrotolando e sigillando a caldo un foglio di rete polimerica. La rete, realizzata con fibre polimeriche intrecciate, consente al tubo di allungarsi e contrarsi come una molla.
Hanno fabbricato un filo di nichel-titanio e lo hanno avvolto attorno al tubo a rete, imitando le fibre muscolari circolari del lombrico. Quindi hanno inserito una piccola batteria e un circuito all'interno del tubo e hanno generato una corrente per riscaldare il filo. Kim e i suoi colleghi hanno sviluppato algoritmi per controllare il riscaldamento e il raffreddamento del filo, dirigendo il verme a muoversi in varie direzioni.
Il gruppo ha sottoposto il robot a più colpi di martello, anche calpestandolo per verificarne la durata. Nonostante gli impatti violenti, il robot è strisciato via intatto. Puoi lanciarlo e non crollerà, dice Kim. La maggior parte delle parti meccaniche sono rigide e fragili su piccola scala, ma le parti in Meshworms sono tutte fibrose e flessibili.