Granchio robot telecomandato: è il più piccolo al mondo

Siamo abituati a pensare ai robot come a macchine dalle dimensioni “umane”, forti anche dei recenti sviluppi da parte di aziende come Boston Dynamics. Parallelamente però, molte istituzioni e centri di ricerca compiono passi avanti nella realizzazzione di apparecchi minuscoli, dell’ordine dei millimetri. La Northwestern University infatti ha creato un robot telecomandato a forma di granchio infrangendo il record per le dimensioni più piccole di sempre.

Può saltare, correre, camminare, strisciare, piegarsi e girarsi, tutto in solo mezzo millimetro di larghezza, meno di una pulce. Per quanto sperimentale, i ricercatori credono che questa tecnologia possa favorire la realizzazione di micro-robot per l’esecuzione di compiti in spazi ristretti. Come il corpo umano.

Caratteristiche del granchio robot telecomandato

Gli ingegneri non sono nuovi allo sviluppo di dispositivi di piccole dimensioni. Pubblicato sulla rivista Science Robotics, il loro lavoro è stato condotto dai due accademici John A. Rogers e Yonggang Huang. Oltre al peekytoe (la specie del granchio da cui tra ispirazione), hanno anche prodotto minuscoli modelli dalle sembianze di grilli, coleotteri e vermi. Il piccolissimo robot non è alimentato da hardware complessi, idraulici o elettrici. Il suo potere risiede invece nella resilienza elastica del suo corpo.

Infatti i ricercatori hanno usato un materiale in lega a memoria di forma: questo si contrae nella posizione “ricordata” una volta riscaldato. Il movimento avviene grazie ad un fascio laser che agisce su determinate parti del robot. In seguito ritorna elasticamente alla forma originale grazie a un sottile rivestimento di vetro. L’alternarsi di queste due fasi, cioè contrazione e ritorno alla forma ricordata favorisce la locomozione del peekyote.

Come afferma Rogers, a garanzia del suo rapido spostarsi ci sono le sue ridotte dimensioni. Grazie a queste, il tasso di raffreddamento della parte di struttura colpita dal laser è molto veloce. La creaturina è in grado di spostarsi alla velocità media di metà della sua lunghezza corporea al secondo, precisamente a 0,0009km/h. Per dare un riferimento, circa un quarto di millimetro al secondo . I robot terrestri difficilmente raggiungono un tale record su scale così piccole.

Il laser permette non solo il movimento telecomandato del granchio robot, ma decide anche la sua direzione. Ad esempio puntando il fascio laser da sinistra a destra, esso si muoverà in senso contrario.

Processo di manifattura

La produzione di questi oggetti così piccoli rispecchia in parte la caratteristica di resilienza elastica che essi stessi possiedono. Gli accademici dell’Illinois hanno fatto uso di una tecninca da loro sviluppata otto anni fa ispirata ai libri pop-up per bambini.

Dapprima il team ha fabbricato i precursori delle strutture del granchio robot telecomandato in geometrie piatte e planari. Poi hanno incollato questi precursori su un substrato di gomma leggermente allungato. Quando il substrato allungato viene rilassato, si verifica un processo di deformazione controllata che fa “spuntare” il granchio in forme tridimensionali precisamente definite.

In tal modo i ricercatori potrebbero sviluppare robot di quasi tutte le dimensioni e forme 3D. Il perchè della scelta peekytoe però è stato un capriccio creativo degli studenti, affascinati dai movimenti laterali del granchio.

Applicazioni possibili del granchio robot telecomandati

Riguardo all’uso futuro di questi dispositivi i ricercatori hanno affermato:

“Si potrebbero immaginare i micro-robot come agenti per riparare o assemblare piccole strutture o macchine nell’industria o come assistenti chirurgici per ripulire le arterie ostruite, per fermare le emorragie interne o per eliminare i tumori cancerosi – tutti interventi minimamente invasivi”.

John A. Rogers

Le potenziali ricadute quindi sono tante, soprattutto in quelle attività dove l’essere umano non può fisicamente arrivare. Sebbene nelle sue fasi iniziali, lo sviluppo di robot in microscala non è solo un argomento divertente da esplorare a livello accademico.