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Mano robotica morbida stampata in 3D con canali interni ad aria compressa

Un team di ricercatori di Harvard ha sviluppato una tecnica rivoluzionaria di stampa 3D multimateriale che permette di costruire robot morbidi in pochi minuti. Grazie a canali più sottili di un chicco di riso, questi dispositivi si muovono con l'aria compressa, aprendo scenari inediti in medicina e ingegneria.LEGGI TUTTO L'ARTICOLO

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La tecnica di stampa rotazionale multimateriale
Il cuore dell'innovazione è la Rotational Multimaterial 3D Printing, una tecnica che consente di controllare con precisione millimetrica l'orientamento, la forma e la sezione trasversale dei canali interni durante il processo di estrusione. A differenza delle tecniche di stampaggio tradizionali, questo metodo permette di programmare movimenti complessi direttamente all'interno di un singolo filamento continuo, senza necessità di assemblare componenti separati.

L'ugello rotante stampa simultaneamente due materiali: un guscio flessibile in poliuretano e un nucleo in gel. Dopo che il guscio viene solidificato mediante un raggio ultravioletto, il nucleo in gel viene rimosso con acqua fredda, lasciando al suo posto i canali cavi che costituiscono i muscoli artificiali del robot. Quando questi canali vengono pressurizzati con aria compressa, il dispositivo si piega, si allunga o si contrae in modo controllato.

Dal design digitale al robot funzionante
La velocità di produzione è uno dei punti di forza più rilevanti della nuova tecnica. Mentre i metodi tradizionali di fabbricazione per la robotica morbida richiedono ore o giorni tra la fase di progettazione e quella di realizzazione, il sistema di Harvard consente di passare dal design digitale al robot funzionante in pochi minuti. Questo riduce drasticamente i tempi e i costi del prototipaggio, rendendo accessibile la tecnologia anche a laboratori con risorse limitate.

Per dimostrare le potenzialità del metodo, i ricercatori hanno stampato una sezione piatta capace di ripiegarsi in un cubo tridimensionale, e una mano completa dotata di dita a controllo indipendente e di un'articolazione funzionale delle nocche. Quest'ultima struttura, capace di afferrare oggetti di diverse forme e dimensioni usando esclusivamente la pressione dell'aria, dimostra una sofisticazione meccanica notevole per un dispositivo prodotto in così poco tempo.

Applicazioni in medicina e oltre
Le applicazioni potenziali della robotica morbida stampata con questa tecnica sono vastissime. In campo medico, la possibilità di produrre dispositivi personalizzati sull'anatomia specifica di un paziente apre la strada a protesi soft più comode e funzionali, a strumenti chirurgici minimamente invasivi capaci di navigare le cavità del corpo con precisione e delicatezza, e a sistemi riabilitativi adattivi per pazienti con disabilità motorie.

Al di là della medicina, le potenziali applicazioni spaziano dalla manipolazione di oggetti fragili in contesti industriali, dove i robot tradizionali sono troppo rigidi, all'esplorazione ambientale in ambienti ostili o imprevedibili, dove la morbidezza e l'adattabilità strutturale rappresentano vantaggi decisivi rispetto ai robot convenzionali.

La ricerca di Harvard sulla stampa 3D per la robotica morbida rappresenta un passo avanti significativo verso robot più sicuri, adattabili e accessibili. La combinazione di velocità di produzione, precisione geometrica e versatilità applicativa suggerisce che questa tecnologia potrebbe presto uscire dai laboratori per entrare nelle corsie degli ospedali e nelle fabbriche di tutto il mondo.

 

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