Muscoli artificiali pneumatici composti da strutture stampate in 3D e in grado di allungarsi e contrarsi a seconda delle esigenze.
Questa è l’innovazione futuribile del disegno “Grace” (GeometRy-based Actuators able to Contract and Elongate), vale a dire attuatori che compongono una mano artificiale, ideati dai ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIIT) di Genova e della Scuola Superiore Sant’Anna (SSSA) di Pisa.
Si tratta di una mano pneumatica composta da 18 differenti “Grace”, prodotta in un singolo processo di stampa, davvero molto difficile da progettare e realizzare artificialmente, in quanto il tessuto muscolare possiede caratteristiche complesse che consentono di avere movimenti molto versatili e che finora è stato difficile riprodurre. La mano “Grace” ha vinto questa sfida: può piegare le dita, torcere il palmo e ruotare il polso come una mano umana.
Il gruppo di ricerca ha affrontato il problema partendo da singoli attuatori pneumatici; ciascuno di essi, infatti, è in grado di dilatarsi, allungarsi e accorciarsi semplicemente grazie alla propria forma geometrica, una sorta di fuso con le pieghe, composta da un corpo unico, stampabile in 3D e realizzabile con diversi materiali e in diverse dimensioni.
Attraverso questo processo, vari “Grace” possono essere stampati direttamente assemblati tra loro in architetture complesse, così da soddisfare le esigenze di movimento: “Le loro dimensioni sono limitate solo dalla tecnologia di fabbricazione adottata” spiega Corrado De Pascali, primo autore dello studio e studente di dottorato nel laboratorio Bioinspired Soft Robotics di IIT a Genova e all’Istituto di BioRobotica della SSSA di Pisa.
Gli attuatori sono disegnati in modo da poter sostenere oltre 1000 volte il proprio peso – a seconda del materiale che si usa per fabbricarli, ma allo stesso tempo sono molto leggeri: la mano ottenuta assemblando diversi “Grace” pesa circa 100 grammi e ha dimensioni paragonabili a quelli di un arto umano. Non solo: la loro semplicità di fabbricazione li rende replicabili anche al di fuori dei laboratori di ricerca, come per esempio nei fab lab a disposizione dei maker, per una scalabilità di produzione davvero sensazionale.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science Robotics.
In precedenza il laboratorio Rehab Technologies dell’IIT aveva anche sviluppato, in collaborazione con l’INAIL, la mano protesica Hannes, in grado di riprodurre circa il 90% della funzionalità di una mano naturale. Per saperne di più, clicca qui.
