Fatti di idrogel, questi strumenti sono in grado di muoversi e manipolare oggetti in maniera più delicata dei bracci meccanici in silicone. La loro assolutà biocompatibilità li rende adatti all’applicazione in ambito medico, nelle operazioni chirurgiche
A guardarli muoversi nell’acqua assomigliano a delle meduse. In realtà sono dei robot frutto di una sofisticata tecnologia sviluppata dagli ingegneri del Mit, il Massacchusetts Institute of Technology. Sono realizzati con un particolare gel e possono compiere delle azioni anche abbastanza complesse come afferrrare oggetti e rilasciarli sfruttando la sola spinta dell’acqua.
I robot a base di acqua
Come si può intuire dal nome “idrogel”, il materiale di cui sono fatti tutti i componenti del robot è totalmente a base di acqua. Sono quindi quasi trasparenti, ma non per questo meno resistenti.
Ogni robot è formato da una serie di strutture a base di idrogel connesse tra loro con tubi di gomma.
Quando l’acqua viene iniettata nei tubi, le strutture si gonfiano e si distendono o si contraggono. Questo determina il movimento dei robot che sono in grado di afferrare anche un pesce in vita e di lasciarlo andare. Fare la stessa operazione con i bracci meccanici di altri materiali è praticamente impossibile senza condannare a morte il pesce. I ricercatori di Boston hanno realizzato diverse tipologie di robot: quello a forma di pinna che si muove avanti e indietro, quello che replica dei piccoli calci, o quello che assomiglia a una mano. In ogni caso possono essere completamente invisibili sott’acqua.
Possibili applicazioni mediche
Il vero scopo di questo progetto di ricerca guidato dal professore Xuanhe Zhao e dal dottorando Hyunwoo Yuk è impiegare questi robot in ambito medico. A sostenere la ricerca l’Office of Naval Research, l’istituto del MIT per le nanotecnologie e la National Science Foundation. «L’idrogel è morbido e biocampatibile e si interfaccia bene con gli organi umani. Stiamo collaborando con gruppi medici per trasportare questo sistema su manipolatori in grado di massaggiare in maniera delicata i tessuti e gli organi nelle operazioni chirurgiche», ha spiegato Zhao. Per arrivare a questo risultato, comunque, gli studiosi hanno dovuto sperimentare molte possibili composizioni chimiche, mescolando polimeri e acqua e sviluppando soluzioni per far aderire i robot a diversi tipi di superficie e renderli più resistenti. La differenza sostanziale rispetto ad altri robot in silicone è la composizione assolutamente biocompatibile.
Strutture trasparenti e resistenti
I ricercatori del MIT si sono ispirati al mondo animale per arrivare ai robot di idrogel. In particolare, hanno guardato alle larve di anguilla che, dopo essere state deposte nell’oceano, dopo la schiusa devono affrontare un lungo viaggio per raggiungere il loro habitat ideale, nei fiumi. Le uniche protezioni che hanno nel tragitto è l’essere trasparenti e muoversi in velocità. Dai test effettuati risulta che i robot sono in grado di resistere a più di mille usi senza danneggiarsi. Dal punto di vista delle proprietà ottiche e acustiche, poi, le differenze tra i robot e l’acqua sono minime. Per una reale applicazione in ambito medico, comunque, potrebbe non essere necessario avere robot del tutto trasparenti. È per questo che lo studio che ha raggiunto ora solo il suo primo traguardo continua: «Vogliamo determinare un’applicazione realistica e ottimizzare il materiale per raggiungere un risultato d’impatto», dice Yuk.
