Roma – Sviluppati sciami di minuscoli robot magnetici che lavorano insieme, come formiche, per compiere imprese erculee, tra cui spostare e raccogliere oggetti molto più grandi di loro. A farlo un gruppo di scienziati guidato da Jeong Jae Wie, del Dipartimento di ingegneria organica e nano presso l’Università di Hanyang, a Seul, nella Corea del Sud. I risultati, pubblicati sulla rivista Device della Cell Press, suggeriscono che questi sciami di microrobot, operanti sotto un campo magnetico rotante, potrebbero essere utilizzati per svolgere compiti difficili in ambienti ostici, che i singoli robot farebbero fatica a gestire, come offrire un trattamento minimamente invasivo per le arterie ostruite e guidare con precisione gli organismi. “L’elevata adattabilità degli sciami di microrobot all’ambiente circostante e l’elevato livello di autonomia nel controllo dello sciame sono stati sorprendenti”, ha detto Wie.
Gli scienziati hanno testato quanto bene sciami di microrobot, con diverse configurazioni di assemblaggio, si comportassero in una varietà di compiti. I ricercatori hanno scoperto che gli sciami potevano arrampicarsi su un ostacolo cinque volte più alto della lunghezza del corpo di un singolo microrobot e lanciarsi, uno alla volta, oltre un ostacolo. Un grande sciame di 1.000 microrobot ad alta densità di riempimento ha formato una zattera che galleggiava sull’acqua e si avvolgeva attorno a una pillola che pesava 2.000 volte di più di ogni singolo robot, consentendo allo sciame di trasportare il farmaco attraverso il liquido. Sulla terraferma, uno sciame di robot è riuscito a trasportare carichi 350 volte più pesanti di ogni individuo, mentre un altro sciame di microrobot è riuscito a liberare i tubi che assomigliavano a vasi sanguigni bloccati. Infine, tramite movimenti di rotazione e trascinamento orbitale, la squadra di Wie ha sviluppato un sistema attraverso il quale gli sciami di robot potevano guidare i movimenti di piccoli organismi. Gli scienziati sono diventati sempre più interessati a studiare come sciami di robot possano raggiungere collettivamente degli obiettivi, ispirati dal modo in cui le formiche si uniscono per colmare un varco in un percorso o si raggruppano a forma di zattera per sopravvivere alle inondazioni. Allo stesso modo, lavorare insieme rende i robot più resistenti al fallimento: anche se alcuni membri del gruppo non raggiungono l’obiettivo, gli altri continuano a eseguire i loro movimenti programmati finché un numero sufficiente di loro alla fine riesce.
“La precedente ricerca sulla robotica a sciame si è concentrata sui robot sferici, che si uniscono tramite contatto punto a punto”, ha affermato Wie. In questo studio, i ricercatori hanno progettato uno sciame composto da microrobot a forma di cubo, che condividono una forza magnetica più forte. Ogni microrobot è alto 600 micrometri ed è costituito da un corpo epossidico in cui sono incorporate particelle di neodimio-ferro-boro ferromagnetico, NdFeB, che gli consente di rispondere ai campi magnetici e di interagire con altri microrobot. Alimentando i robot con un campo magnetico generato dalla rotazione di due magneti collegati, lo sciame può autoassemblarsi. I ricercatori hanno programmato i robot per riunirsi in diverse configurazioni variando l’angolazione con cui i robot sono stati magnetizzati. “Abbiamo sviluppato un metodo di produzione di massa conveniente utilizzando lo stampaggio di repliche e la magnetizzazione in loco, garantendo profili di geometria e magnetizzazione uniformi per prestazioni costanti”, ha evidenziato Wie. “Sebbene i risultati dello studio siano promettenti, gli sciami avranno bisogno di livelli di autonomia più elevati prima di essere pronti per applicazioni nel mondo reale”, ha ammesso Wie. “Gli sciami di microrobot magnetici richiedono un controllo magnetico esterno e non hanno la capacità di navigare autonomamente in spazi complessi o ristretti come le arterie reali”, ha aggiunto Wie. “La ricerca futura si concentrerà sul miglioramento del livello di autonomia degli sciami di microrobot, come il controllo del feedback in tempo reale dei loro movimenti e delle loro traiettorie”, ha concluso Wie. (30Science.com)
