Una svolta bio-ispirata alla movimentazione robotica

Ripubblicato da Platone

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TSUKUBA, Giappone, 14 novembre 2023 – (Newswire ACN) – Le sottili forze adesive che consentono ai gechi di sfidare apparentemente la gravità, aggrapparsi alle pareti e camminare sui soffitti hanno ispirato un team di ricercatori della Corea del Sud a costruire un dispositivo robotico in grado di raccogliere e rilasciare materiali delicati senza danni. Il team, con sede presso la Kyungpook National University e la Dong-A University, ha pubblicato il proprio lavoro di ricerca su Science and Technology of Advanced Materials, una rivista scientifica internazionale. I ricercatori sperano che possa essere applicato al trasferimento di oggetti tramite sistemi robotici.

La struttura e il funzionamento del dispositivo robotico morbido con adesivo secco.

Il segreto secco ma appiccicoso del piede di un geco risiede nel suo rivestimento di minuscoli peli, fatti di proteine, chiamati microsete. Questi peli sono lunghi circa 100 micrometri e hanno un diametro di 5 micrometri. Ogni capello si divide in una serie di rami che terminano con cuscinetti triangolari piatti chiamati spatole. Le spatole sono così piccole che le loro molecole interagiscono con quelle della superficie su cui il geco si arrampica. Ciò crea deboli forze di attrazione tra queste molecole, note come forza di van der Waals. Questa forza è abbastanza forte da mantenere il geco in posizione.

L'innata capacità adesiva del geco ha attirato l'attenzione di molti ricercatori e ha ispirato l'uso del suo meccanismo di adesione nella robotica. Per raccogliere i materiali tramite robot è stato utilizzato un adesivo secco artificiale a forma di fungo, che imita questo meccanismo. Tuttavia, la forza necessaria per staccare l'adesivo dalla superficie del materiale può danneggiarlo, soprattutto se il materiale è fragile, come il vetro. "Ci sono stati problemi nel far staccare facilmente l'adesivo", ha spiegato Seung Hoon Yoo, primo autore dell'articolo di ricerca. “Per sfruttare questi poteri adesivi nei sistemi robotici, è fondamentale che il robot non solo possa raccogliere un oggetto, ma anche staccarsene facilmente per lasciare l’oggetto nella posizione desiderata”.

Nel loro studio, il team ha risolto questo problema di distacco utilizzando un dispositivo alimentato a vuoto, realizzato in morbida gomma siliconica. Per staccare l'adesivo secco senza danneggiare l'oggetto fragile da spostare è stato introdotto un nuovo metodo di distacco. Questo metodo prevede un movimento di torsione e sollevamento che rimuove l'adesivo asciutto dalla superficie del vetro senza danneggiarlo. I ricercatori hanno scoperto che l’aggiunta di questo movimento di torsione ha causato una riduzione di dieci volte della forza richiesta per il distacco, che potrebbe essere vitale quando si maneggiano materiali delicati.

Conducendo test in cui il loro sistema di trasferimento era collegato a un braccio robotico, i ricercatori hanno dimostrato che poteva raccogliere un delicato disco di vetro da una superficie inclinata, spostarlo in una posizione diversa e appoggiarlo delicatamente senza causargli alcun danno.

"Ci aspettiamo che la nostra ricerca susciti un notevole interesse da parte del settore, dal momento che molte aziende sono molto interessate all'utilizzo di adesivi secchi per il fissaggio temporaneo e il movimento dei componenti, soprattutto nelle applicazioni robotiche", ha affermato Sung Ho Lee, uno degli autori dello studio. Ha aggiunto che il suo team spera di fungere da ponte tra la ricerca e l'industria applicandolo ad applicazioni industriali reali e sviluppando modelli più avanzati.

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Comunicato stampa distribuito da Asia Research News for Science and Technology of Advanced Materials.

Argomento: riepilogo del comunicato stampa
Fonte: Scienza e tecnologia dei materiali avanzati
Settori: Scienza e nanotecnologie
https://www.acnnewswire.com

Dall'Asia Corporate News Network