Semplice eppure incredibilmente efficiente. Il movimento delle meduse potrebbe essere il modello ideale per i futuri robot acquatici. Se poi queste creature meccaniche fossero anche in grado di alimentare i loro muscoli artificiali con la sola acqua (e persino a impatto zero) saremmo di fronte a un sistema niente male, in grado di operare 24 ore su 24, senza bisogno di batterie o di altre fonti di energia esterne. A costruire un robot del genere non ci siamo ancora arrivati, ma il gruppo di Yonas Tadesse del Virginia Tech ci è abbastanza vicino, grazie anche all’interesse dell’Office of Naval Research degli Stati Uniti.
La piccola medusa meccanica del Virginia Tech, descritta in uno studio su Smart Materials and Structures, si chiama RoboJelly. Per simulare il tipico movimento dell’animale reale, per ora si serve di 8 muscoli artificiali: segmenti in grado di contrarsi e rilassarsi, facendo chiudere e riaprire l’ombrello (la parte a campana delle meduse). In questo modo, proprio come accade in natura, l’acqua viene espulsa e il robot viene spinto in avanti.
I segmenti che costituiscono i muscoli artificiali sono in una lega a memoria di forma (nichel e titanio, in particolare), che si piega nel momento in cui si fornisce calore e ritorna nella sua posizione originaria quando il materiale si raffredda.
E qui veniamo al punto forte della ricerca: da dove arriva il calore? Sopra i segmenti vi sono dei sottili fogli formati da nanotubi di carbonio e ricoperti da particelle di platino. Quando l’ossigeno e l’idrogeno gassosi presenti nell’acqua entrano in contatto con il platino, si innescano delle semplici reazioni chimiche da cui si forma altra acqua e si sviluppa calore. Questo viene trasferito in modo efficiente alla lega anche grazie al carbonio, particolarmente conduttivo, facendo così piegare i segmenti. Quando poi il calore si dissipa, i muscoli si distendono.
“Per quanto ne sappiamo, è la prima volta che si riesce ad alimentare un robot acquatico usando l’idrogeno presente nell’ambiente come unica fonte di energia”, ha detto Tadesse alla Bbc. In più, l’unico prodotto di scarto è la stessa acqua.
Al momento, RoboJelly non è capace di spostarsi di molto (quello che si vede nel video è un prototipo alimentato a energia elettrica): infatti la deformazione dell’ombrello ottenuta con l’idrogeno è del 13,5%, contro il 29% del robot alimentato con l’elettricità (per confronto, in un animale reale questa deformazione è del 42%). Il prossimo obiettivo è migliorare questa performance e controllare in maniera indipendente il movimento di ciascuno degli otto muscoli artificiali, così da poter guidare RoboJelly in qualsiasi direzione (e non solo in avanti). A cosa potrebbe servire? Magari come sistema robotico da impiegare come mezzo di soccorso durante le operazioni subacquee.
Riferimento: doi:10.1088/0964-1726/21/4/045013
Credit immagine: Virginia Tech
Via Wired.it
