Nuova pelle artificiale per robot che si autoripara

I ricercatori dell’Università di Tokyo hanno sviluppato una pelle artificiale con capacità rigeneranti per ricoprire la superficie dei robot. Questa pelle, infatti, è in grado di autoriparare eventuali danni o lacerazioni in modo autonomo.

Si tratta di un importante progresso che potrebbe portare alla realizzazione di robot più simili agli esseri umani. Infatti, una pelle artificiale autoregenerante consentirebbe ai robot di adattarsi meglio all’ambiente circostante, proprio come fa la pelle umana quando subisce dei danni superficiali.

Verso robot più antropomorfi

Il team guidato dal dottor Shoji Takeuchi ha sviluppato delle “ancore di tipo perforante” che si ispirano ai legamenti della pelle umana. Queste piccole strutture permettono alla pelle coltivata di aderire saldamente alle superfici dei robot, imitando il modo in cui la nostra pelle aderisce al corpo.

“Abbiamo ricreato il modo in cui la pelle umana si attacca al nostro corpo e si muove con esso, ma per i robot”, spiega Takeuchi. “Questo crea un rivestimento più naturale e flessibile, in grado di gestire i movimenti complessi dei robot“.

Il metodo di ancoraggio prevede piccoli fori a forma di V nello strato esterno del robot. I ricercatori poi applicano un gel di collagene con cellule viventi, che si solidifica riempiendo i fori. Infine, trattano le superfici di ancoraggio con plasma, rendendole più impermeabili e assicurando così che il gel penetri completamente.

Questo approccio migliora i precedenti tentativi di dare ai robot un rivestimento simile alla pelle. Le ancore perforate creano una superficie liscia senza punti di attacco visibili. Inoltre, permettono alla pelle di muoversi naturalmente mentre il robot si sposta. Soprattutto, il tessuto vivente può potenzialmente ripararsi da solo. “Piccoli graffi o danni potrebbero guarire da soli“, spiega Takeuchi. “Questo è fondamentale per i robot che lavorano in ambienti imprevedibili, dove l’usura si fa sentire“.

Pelle bioibrida e muscoli artificiali coltivati per robot

Per dimostrare la versatilità del loro metodo di ancoraggio, i ricercatori hanno ricoperto con successo uno stampo facciale 3D con un equivalente della pelle umana. Hanno versato una soluzione liquida di derma nello stampo, lasciandola solidificare e maturare. Il risultato è stato uno strato di pelle senza giunture, dall’aspetto realistico, saldamente attaccato allo stampo tramite gli ancoraggi perforanti.

Il team ha costruito anche un volto robotico, ricoperto da un equivalente del derma, in grado di sorridere, grazie all’azionamento del derma attraverso gli ancoraggi di tipo perforante. Gli ancoraggi hanno consentito movimenti precisi e controllati, imitando i movimenti naturali dei muscoli facciali umani.

Questa ricerca apre nuove possibilità per la robotica e per il modo in cui gli esseri umani interagiscono con le macchine. I robot con una pelle realistica e autorigenerante potrebbero lavorare nel campo della sanità, dell’intrattenimento e altro ancora. I ricercatori hanno espresso interesse a sostituire in futuro gli attuatori meccanici dei robot, come motori e pistoni, con tessuto muscolare coltivato in laboratorio. Questo potrebbe aprire la strada a robot biomimetici ancora più impressionanti.

Una nuova era per la robotica?

Nonostante questi progressi, ci sono ancora varie sfide da superare prima di realizzare una pelle per robot del tutto simile a quella umana. Ad esempio, nell’attuale versione mancano caratteristiche come le ghiandole sudoripare e i peli. Inoltre, i ricercatori devono ancora capire come mantenere la pelle a lungo termine e come garantire uno spessore uniforme quando applicata su superfici complesse dei robot.

Al di à degli ostacoli tecnici, il team del dottor Takeuchi è ottimista sul futuro di questa ricerca. “Stiamo iniziando una nuova era nella robotica” afferma Takeuchi. “Il confine tra artificiale e biologico sta diventando sempre più sottile“.