I ricercatori del MIT sono un passo avanti verso il perfezionamento di sé

Di Eli Curwin

“Hated in the Nation”, un episodio della serie fantascientifica distopica di Netflix “Black Mirror”, lo aveva predetto: migliaia di api robotiche ronzavano di fiore in fiore, impollinando le piante per compensare il calo delle popolazioni di insetti. E mentre i robot dell'episodio alla fine si rivoltano contro i loro inventori umani, uccidendo oltre 387.000 persone conficcando i loro pungiglioni artificiali nelle teste delle vittime, gli scienziati del MIT che lavorano al perfezionamento dei robot aerei di oggi probabilmente credono che non dobbiamo preoccuparci di questo.

Bene, per ora.

Nonostante l'inquietante approccio dello spettacolo alle api robotiche, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology sono un passo avanti verso il perfezionamento delle creature aeree artificiali. In un articolo pubblicato il 15 marzo, un gruppo di ricercatori del MIT ha dimostrato che l’utilizzo di attuatori simili a muscoli e di tecnologie autoriparanti può migliorare notevolmente la robustezza delle api robotiche.

"Gli insetti che volano sono incredibilmente difficili da capire", ha detto Kevin Chen, assistente professore al MIT, capo del Soft and Micro Robotics Laboratory dell'istituto e autore senior dell'articolo. “I principi aerodinamici utilizzati dagli insetti sono molto diversi da quelli, ad esempio, degli aeroplani o di altri oggetti volanti. Quindi provare a costruire un robot volante in scala ci dà sicuramente gli strumenti per comprendere gli insetti”.

Storicamente, afferma Chen, la ricerca si è concentrata su come perfezionare la controllabilità del volo e la prevenzione delle collisioni per i robot volanti. Ma dice che questa enfasi sulla controllabilità è diversa da ciò che vediamo in natura, poiché le api si scontrano continuamente con le cose e possono continuare a volare. In effetti, gli studi dimostrano che le api possono perdere fino al 40% delle loro ali e continuare a ronzare nell'aria: è la loro capacità di continuare il volo dopo aver subito colpi e urti che le rende volatrici così resistenti.

Quindi i ricercatori del MIT hanno cercato di emulare quella resilienza, cercando modi per riparare e recuperare i robot volanti dopo aver forato le ali.

Il mix di studenti laureati e professori si è rivolto a un tipo di muscolo artificiale morbido, chiamato attuatori in elastomero dielettrico (DEA), in grado di resistere a forature e urti, continuando a sbattere le ali del robot. Il materiale simile al muscolo è costituito da strati di elastomero inseriti tra gli elettrodi. E quando incontrano tensione, gli elettrodi comprimono l'elastomero, sbattendo rapidamente le ali.

“L’aspetto unico del nostro robot è che gli attuatori sono morbidi. Sono una specie di muscoli artificiali morbidi", ha detto Chen. “E se guardi un… video del robot in funzione, il morbido muscolo artificiale si restringe e si allunga… in modo molto simile ai muscoli. E il contributo principale del… lavoro pubblicato la scorsa settimana è stato il tentativo di incorporare [un] livello simile di robustezza in quei muscoli artificiali”.

Utilizzando i DEA, gli scienziati hanno quindi eseguito due tipi di test di robustezza: danneggiando le ali con forature minori e maggiori o lesioni. Quando l'elastomero subisce una lieve lesione, utilizzando la tensione utilizzata per alimentare le ali, il robot avvia un processo chiamato self clearing. In sostanza, quando si presenta un piccolo difetto, la tensione si brucia e scollega l'elettrodo locale vicino al difetto, isolandolo dal resto del robot. E per questo motivo, il resto del robot continua a funzionare normalmente.

Quando si è presentato un grave infortunio – una foratura più grande che consente all’aria di entrare nel robot – i ricercatori hanno utilizzato un laser per rimuovere chirurgicamente il difetto. Ciò ha isolato il difetto più grande, lasciando solo una lesione minore che poteva poi essere isolata dal processo di autoeliminazione.

“Hai un grave punto di danno, quindi usa il laser per eliminare quel danno. In modo così efficace... il laser crea una lesione minore che circonda la lesione maggiore. E la lesione minore può essere guarita automaticamente… [e] isolata dal resto dell’attuatore”, ha detto Chen. “Quindi l’idea è che poi l’infortunio minore isoli l’infortunio maggiore e poi l’infortunio minore si isoli da solo, il che equivale a isolare l’infortunio maggiore. Quindi, in un certo senso, usiamo l’analogia con l’uso di un laser per eseguire un piccolo intervento chirurgico sul muscolo artificiale molle”.