Un team di ricercatori dell’ETH di Zurigo e del Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) ha recentemente compiuto un avanzamento straordinario nel campo della robotica, sviluppando una gamba robotica dotata di muscoli artificiali che supera le prestazioni dei design convenzionali. Il loro lavoro, pubblicato su Nature Communications, potrebbe segnare una svolta significativa nella progettazione dei robot, spostandosi dai tradizionali motori elettromagnetici verso soluzioni più simili a quelle degli esseri viventi.
La nuova gamba robotica con muscoli artificiali
Questa innovativa gamba robotica è il risultato della collaborazione tra il Max Planck ETH Center for Learning Systems (CLS) e utilizza attuatori elettroidraulici noti come HASEL. Questi attuatori, che replicano il funzionamento dei muscoli biologici, sono costituiti da sacchetti di plastica riempiti d’olio e dotati di elettrodi conduttivi. Quando viene applicata una tensione, gli elettrodi si attraggono reciprocamente, comprimendo l’olio e accorciando il sacchetto, proprio come i muscoli si contraggono negli organismi viventi. Thomas Buchner, uno dei ricercatori principali, paragona questo processo all’effetto dell’elettricità statica su un palloncino.
Il nuovo sistema offre numerosi vantaggi rispetto ai tradizionali motori elettrici. In particolare, la gamba robotica con muscoli artificiali dimostra una maggiore efficienza energetica. I ricercatori hanno confrontato le prestazioni della loro gamba con quelle di un modello convenzionale e hanno scoperto che il sistema muscolare artificiale consuma meno energia, specialmente quando deve mantenere una posizione fissa. Toshihiko Fukushima, altro ricercatore chiave, sottolinea che il sistema non necessita di dissipatori di calore o ventole aggiuntive, a differenza dei robot tradizionali.
Oltre all’efficienza energetica, la gamba mostra un’eccezionale agilità e capacità di adattamento. Può eseguire salti ad alta velocità e adattarsi rapidamente a terreni irregolari senza l’uso di sensori complessi. Robert Katzschmann del CLS confronta questa capacità di adattamento con quella degli esseri umani, enfatizzando che la gamba può affrontare terreni difficili come farebbero gli organismi viventi.
Nonostante i progressi, rimangono delle sfide. Attualmente, la gamba è fissata a un’asta e può solo eseguire salti in cerchio. Tuttavia, il potenziale per future applicazioni è vasto, incluso l’uso in robot di soccorso. Katzschmann immagina che, combinando la gamba con robot quadrupedi o umanoidi, sarà possibile sviluppare robot di soccorso autonomi.
Nel frattempo, l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) sta lavorando su un robot umanoide dotato di propulsori a reazione, progettato per interventi in situazioni di emergenza e disastri naturali.