Come lo studio dei polpi sta cambiando la Soft Robotics

I dipartimenti di Scienze Meccaniche e Ingegneria dell’Università dell’Illinois hanno sviluppato un Soft Robot che si ispira alla fisiologia dei polpi

 

 

A questo proposito, alcuni scienziati della University of Illinois Urbana-Champaign, dei dipartimenti di Scienze Meccaniche e Ingegneria, di recente hanno illustrato sui “Proceedings of the Royal Society A” un modello matematico dei muscoli del braccio del polpo, nell’ambito di CyberOctopus. Nel progetto multidisciplinare, guidato da Prashant Mehta e Mattia Gazzola, è stato sviluppato un modello fisiologicamente accurato dei muscoli del braccio del polpo per riprodurlo in maniera artificiale. I primi tentativi, tuttavia, risalgono agli inizi degli anni 2000 sia in America sia in Europa.

Ma come mai tutto questo interesse verso il polpo? Ha un corpo che si deforma e che si adatta a spazi piccolissimi grazie alla sua struttura “morbida”. Le sue numerose braccia – otto, per la precisione – riescono a flettersi in ogni direzione, allungandosi e irrigidendosi all’occorrenza, con movimenti complessi e precisi. Proprio per queste sue caratteristiche, il polpo negli ultimi anni è stato ampiamente osservato e studiato da parte della comunità scientifica, in particolare chi occupa di Soft Robotics bioispirata.

 

 

Qui è possibile consultare il paper online.

La ricerca, come ha spiegato Matteo Cianchetti, Professore dell’Istituto di Biorobotica della Scuola superiore Sant’Anna di Pisa, può essere molto utile “per descrivere il comportamento di un robot continuo composto da materiali soft”. E ha aggiunto:

“Tra il mondo numerico e il mondo reale tuttavia ci sono molte differenze. Numericamente possiamo considerare un numero estremamente elevato di unità muscolari che possono determinare un comportamento complesso, ma quando si cerca di riprodurre questa complessità artificialmente la tecnologia abilitante manca. Ad oggi, non possediamo la capacità di creare un muscolo artificiale, soprattutto delle dimensioni che servirebbero.”

Altro aspetto molto interessante, inoltre, secondo il Prof. Cianchetti, è l’interazione del polpo con l’ambiente (in questo caso con l’acqua).

“Quella che gli scienziati propongono è una descrizione puramente interna dell’interazione tra gruppi muscolari, per dimostrare come queste sinergie siano in grado di generare movimenti complessi. In realtà quello che succede nel modello biologico, e che noi riteniamo essere l’aspetto più interessante, è che il polpo sfrutta moltissimo l’interazione con l’ambiente”.

Di seguito, Matteo Cianchetti e Giada Gerboni, dell’Istituto di Biorobotica della Scuola superiore Sant’Anna di Pisa, parlano di Soft Robot e del progetto Stiff Flop.

 

 

Ma quali possono essere gli sviluppi futuri di questa ricerca? I gruppi di Mehta e Gazzola hanno collaborato con Rhanor Gillette, Professore emerito di Fisiologia molecolare e integrativa dell’Università dell’Illinois, per incorporare la fisiologia osservata del polpo nel loro modello matematico. Il lavoro futuro discuterà le implicazioni biologiche del controllo basato sull’energia.

Non solo: i due ricercatori stanno collaborando anche con Girish Krishnan, Professore di Ingegneria dei Sistemi industriali e aziendali dell’Università dell’Illinois, per incorporare le loro idee matematiche nella progettazione e nel controllo di robot morbidi reali. In questo modo, si potrà creare un modo sistematico per controllare i robot morbidi. Anche questo lavoro farà parte del progetto CyberOctopus, iniziativa di ricerca universitaria multidisciplinare del Coordinated Science Laboratory dell’Università dell’Illinois.

 

Leggi anche: Robot collaborativi e social robot, a che punto siamo?

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