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Aug 16, 2023

Pelle in via di sviluppo

I sistemi robotici sono da tempo messi a dura prova dalla mancanza di capacità di rilevamento paragonabili a quelle delle dita umane. Sebbene i robot abbiano un controllo superiore sulla loro posizione e forza, hanno difficoltà a farlo

I sistemi robotici sono da tempo messi a dura prova dalla mancanza di capacità di rilevamento paragonabili a quelle delle dita umane. Sebbene i robot abbiano un controllo superiore sulla propria posizione e forza, hanno difficoltà nel passaggio dalla manovra di oggetti pesanti a quella di oggetti delicati. Gli esseri umani, invece, possiedono la capacità di adattarsi perfettamente a diversi oggetti, grazie all’estrema sensibilità dei loro recettori tattili e all’elevata densità di terminazioni nervose nella loro pelle.

Con uno sviluppo rivoluzionario, i ricercatori hanno creato un processo per fornire ai sistemi robotici una superficie simile alla pelle in grado di assumere forme arbitrarie e rilevare la pressione. La pelle del sensore altamente flessibile può aderire a varie superfici, comprese le dita. Questo salto nella tecnologia dei sensori risolve un ostacolo significativo affrontato dai robot nel raggiungere la destrezza del tocco umano.

I ricercatori Sonja Groß e Diego Hidalgo hanno presentato il loro lavoro innovativo alla conferenza ICRA Robotics di Londra. Hanno sviluppato un processo in cui una pasta nera conduttiva viene iniettata nel silicone liquido e, quando il silicone si indurisce, la pasta rimane liquida, racchiusa all'interno della struttura siliconica. Ciò consente al sensore di rilevare variazioni di pressione man mano che la struttura del silicone viene deformata.

Il processo prevede la progettazione tramite software della struttura del sensore, che viene poi prodotta utilizzando una stampante 3D. I sensori sono versatili, in grado di essere collegati a quasi tutti gli oggetti, rendendoli utili nella robotica e nelle protesi. Quando i sensori vengono premuti o allungati, la loro resistenza elettrica cambia, fornendo informazioni sui livelli di pressione o allungamento. Questo principio consente la comprensione delle interazioni degli oggetti e il controllo delle mani artificiali.

Utilizzando componenti elettronici stampati e materiali flessibili, i ricercatori hanno ottenuto sensori soft-touch con design adatti alla produzione. Iniettando una pasta nera conduttiva nel silicone liquido, hanno creato un sensore in cui la resistenza cambia con le forze di compressione esercitate sul liquido interno a causa delle deformazioni della struttura del silicone. I ricercatori hanno dimostrato la stampa diretta di sensori su superfici flessibili.

L’importanza futura di tali tecnologie risiede nel consentire ai robot di interagire con gli esseri umani in modo più sicuro e consapevole. Mentre i sistemi visivi e audio esistenti consentono ai robot di spostarsi e percepire l’ambiente circostante, il tatto è un input sensoriale cruciale. Senza sensori tattili, i robot non avrebbero la capacità di valutare con precisione la forza che esercitano su oggetti e persone, causando potenzialmente incidenti o danni agli oggetti. L’integrazione di sensori tattili nei robot non solo garantisce loro il controllo sulla propria forza, ma migliora anche la loro comunicazione non verbale e le capacità di riconoscimento degli oggetti.

Lo sviluppo di sensori simili alla pelle con forme arbitrarie e rilevamento della pressione avvicina i robot all’imitazione della destrezza e della sensibilità del tocco umano, aprendo nuove possibilità di interazione e collaborazione uomo-robot.