Robot morbidi dotati di batterie “fluide”, l’innovazione dagli USA

Nel settore della robotica, l’evoluzione dei robot morbidi rappresenta una delle sfide più intriganti e promettenti. Questi dispositivi, ispirati agli organismi viventi, sono progettati per adattarsi e muoversi con agilità in ambienti complessi, come le profondità marine o spazi angusti. Grazie a queste caratteristiche, possono svolgere compiti cruciali come l’esplorazione oceanica o la manutenzione di condutture sottomarine. Tuttavia, i robot attuali sono alimentati da batterie tradizionali, che non sono in grado di sostenere lunghe sessioni operative in contesti reali. Una soluzione innovativa arriva dalla Cornell University, con un sistema di alimentazione basato su batterie “fluide”, che scorrono attraverso il corpo del robot come il sangue umano, ottimizzando sia lo spazio che l’efficienza energetica.

Robot ispirati alla natura che utilizzano “sangue artificiale” a fini energetici

L’idea di alimentare robot con soluzioni “fluide” è stata esplorata già da diversi anni. Nel 2019, ad esempio, la Cornell University ha sviluppato un robot ispirato al pesce leone, capace di immagazzinare energia e alimentare le sue applicazioni tramite un fluido idraulico circolante, una sorta di “sangue artificiale”.

Il “sangue” in questione non è altro che una batteria a flusso redox (RFB), che sfrutta fluidi elettrolitici a base di ioduro di zinco e bromuro di zinco. Questi fluidi “si dissolvono e rilasciano energia attraverso una reazione chimica di riduzione e ossidazione, o redox“, come spiegano i ricercatori in una nota. La vera innovazione, tuttavia, sta nel fatto che queste batterie non necessitano di supporti rigidi per essere integrate. La loro flessibilità consente di inserirle direttamente nella struttura del robot, senza la necessità di compartimenti dedicati.

Questa tecnologia offre una soluzione ideale per i robot morbidi, in quanto riduce significativamente il peso complessivo e aumenta la densità energetica delle loro fonti di alimentazione. Un aspetto cruciale per dispositivi che devono operare in ambienti complessi, come i fondali oceanici o all’interno di tubature, dove la capacità di operare per lunghi periodi senza bisogno di ricarica è fondamentale.

L’innovazione della batteria fluida nei robot morbidi

Dopo il successo del prototipo ispirato al pesce leone, gli scienziati della Cornell University hanno continuato a sviluppare questa tecnologia, portandola avanti con due nuovi prototipi recentemente costruiti: uno a forma di verme e uno a forma di medusa (quello nella foto di copertina).

Nel caso del robot a forma di medusa, i ricercatori hanno progettato una batteria RFB collegata a un tendine che regola la forma della campana superiore del corpo, permettendo al robot di sollevarsi nell’acqua e quindi di muoversi. Grazie agli aggiornamenti alla batteria, il robot ora può operare per 90 minuti con una singola carica, garantendo una maggiore autonomia e versatilità.

Il robot a forma di verme, invece, è stato progettato per operare in spazi ristretti, come tubature o cavità sotterranee. Il suo corpo è costituito da segmenti interconnessi, ognuno dotato di un motore e di un attuatore tendineo che, contraendosi ed espandendosi, gli permettono di avanzare. Nonostante la velocità apparente non sia elevatissima (35 ore per percorrere 105 metri con una singola carica), la combinazione di batteria avanzata e design innovativo consente al robot di muoversi in modo molto più efficiente rispetto a dispositivi simili, offrendo prestazioni superiori in ambienti complessi.

Il futuro dei robot morbidi

Le prospettive future per la robotica morbida sono decisamente promettenti. Grazie a questi sviluppi nei sistemi di batterie e nei design modulari, i robot morbidi potrebbero un giorno evolversi in dispositivi in grado di camminare, simili agli esseri umani o agli animali terrestri.

Così facendo, questi nuovi dispositivi potrebbero essere utilizzati in una varietà maggiore di applicazioni, dalla robotica industriale alla medicina, fino alle esplorazioni spaziali. L’obiettivo finale è quello di creare un organismo imperfetto, ma comunque altamente funzionale, che possa adattarsi e sopravvivere in ambienti ostili, proprio come gli esseri viventi che hanno ispirato questi progetti.

La robotica morbida, quindi, non solo sta evolvendo verso nuovi modelli e funzionalità, ma si sta avvicinando sempre di più a una visione di robot che potrebbero integrarsi perfettamente con l’ambiente naturale e svolgere compiti complessi con un’efficienza mai vista prima.