Microrobot ispirati alla natura: la tecnologia imita le formiche per compiti impossibili

I ricercatori sudcoreani hanno compiuto un significativo passo avanti nella robotica miniaturizzata. Sviluppando sciami di micro-robot magnetici in grado di operare collettivamente, proprio come le formiche. Minuscoli dispositivi che, se coordinati tramite campi magnetici rotanti, riescono a superare ostacoli e a trasportare oggetti di dimensioni e peso molto superiori ai propri. I risultati della ricerca condotta in tal senso (pubblicati su Cell Press Device), aprono, dunque, la strada a possibili applicazioni in ambiti medici e industriali.

La chiave del successo di questi microrobot, risiede nella loro capacità di adattarsi agli ambienti, e collaborare in modo autonomo. Pertanto, Jeong Jae Wie, ricercatore presso l'Università di Hanyang, ha evidenziato come la capacità degli sciami di interagire con l'ambiente circostante (in modo proficuo), sia stata una scoperta sorprendente. Motivo per cui, durante i test, i micro-robot hanno dimostrato di saper scalare ostacoli cinque volte più alti della loro lunghezza, e trasportare carichi 350 volte superiori al peso di un singolo dispositivo.

Un esempio impressionante della loro efficacia, si è osservato in esperimenti condotti in ambiente acquatico: in cui uno sciame di mille micro-robot ha formato una sorta di zattera, riuscendo ad avvolgere e a trasportare una pillola con un peso duemila volte superiore a quello di ciascun componente dello sciame. Al contrario della terraferma, ove i micro-robot hanno dimostrato capacità analoghe, bensì sollevando e trasportando carichi significativi, nonostante le proprie ridotte dimensioni.

L'ispirazione per questa tecnologia deriva dal comportamento collettivo osservato in natura: in particolare tra le formiche, le quali collaborano per superare ostacoli, e sopravvivere a situazioni critiche. Ed esattamente come avviene negli sciami di insetti, anche i micro-robot si adattano alle criticità: dal momento che, se alcuni componenti falliscono, gli altri continuano a operare fino al raggiungimento dell'obiettivo.

In principio

Tradizionalmente, la robotica degli sciami si concentrava su dispositivi sferici, uniti tramite contatti punto-a-punto. In questo nuovo approccio, al contrario, i micro-robot presentano una forma cubica, che gli consente di avere un contatto magnetico più efficace, grazie alla maggior superficie disponibile. Ogni dispositivo di appena 600 micrometri, contiene, nello specifico, particelle di neodimio-ferro-boro, capaci di rispondere ai campi magnetici, interagendo fra loro.

Per alimentare e controllare gli sciami, i ricercatori utilizzano un sistema di magneti rotanti, il quale induce i micro-robot ad auto-assemblarsi in diverse configurazioni. Caratteristica, questa, che permette loro di adattarsi dinamicamente a nuovi compiti, come il guidare organismi microscopici, o l'attraversare ambienti ostili.

Ma cosa puoi fare davvero?

Le potenzialità applicative di questa tecnologia, sono ampie: in particolare, nell'ambito medico. I micro-robot, potrebbero esser impiegati per la somministrazione mirata di farmaci, o per interventi minimamente invasivi, come la rimozione di ostruzioni arteriose. Inoltre, la loro capacità di operare in ambienti liquidi li rende strumenti ideali, proprio per indagini diagnostiche non invasive.

Eppure, nonostante i risultati promettenti, i ricercatori sottolineano la necessità di ulteriori sviluppi per mezzo di cui migliorare l'autonomia degli sciami. Che attualmente, dipendono da un controllo esterno, e non sono in grado di navigare in autonomia, in spazi complessi. Essendo, quindi, il prossimo obiettivo della ricerca: ovvero, sviluppare sistemi di feedback in tempo reale, al fin di ottimizzare i movimenti e le traiettorie in ambienti dinamici e irregolari.