Lo spray che trasforma gli oggetti in robot

Lo spray che trasforma gli oggetti in magnetici in grado di muoversi

Un nuovo tipo di rivestimento spray ha la capacità di trasformare oggetti normali in robot magnetici in grado di muoversi
Lo spray che trasforma gli oggetti in magnetici in grado di muoversi FASTWEB S.p.A.

Combinando tra loro materiali e campi magnetici, gli studiosi di robotica continuano a sviluppare macchine che possono essere manipolate a distanza in modi utili, soprattutto in campo medico. Gli scienziati della City University di Hong Kong hanno recentemente sviluppato un nuovo tipo di rivestimento spray che, secondo loro, può dare ad oggetti normali questo tipo di capacità, con un potenziale particolare nelle applicazioni biomediche.

La ricerca si concentra su oggetti sulla scala di piccoli insetti grandi pochi millimetri, le cui dimensioni ridotte si prestano ad applicazioni all'interno del corpo umano. Nel 2018, abbiamo esaminato un interessante esempio di questi tipi di "millirobot", in cui gli scienziati hanno incorporato microparticelle magnetiche in un robot in silicone gommoso, che hanno poi fatto camminare, gattonare, saltare e rotolare tramite l'applicazione di un campo magnetico esterno.

Piuttosto che costruire un millirobot magnetico da zero, gli autori del nuovo studio si sono proposti di sviluppare uno strumento in grado di essere utilizzato per creare millirobot magnetici da oggetti normali. Questo strumento si presenta sotto forma di un rivestimento magnetico chiamato M-spray, che è composto da alcol polivinilico, glutine e particelle di ferro e che può aderire a superfici lisce e strutturate di tutti i tipi di materiali.

"La nostra idea è che indossando questo 'rivestimento magnetico', possiamo trasformare qualsiasi oggetto in un robot e controllarne la locomozione", afferma il dott. Shen Yajing, che ha guidato il gruppo di ricerca. "L'M-spray può attaccarsi all'oggetto mirato e attivarlo quando viene guidato da un campo magnetico."

La pellicola formata dall'M-spray è spessa meno di un quarto di millimetro, che secondo il team è la chiave per mantenere la forma e le dimensioni dell'oggetto originale. Il team ha dimostrato l'approccio utilizzando fili di cotone, pellicole sottili e tubi di plastica come oggetti di partenza, che sono diventati piccoli robot morbidi in grado di camminare, gattonare e rotolare con l'aiuto di un campo magnetico. Ma è interessante sottolineare quante possibilità di movimento potrà avere l'oggetto in questione, una volta applicato il rivestimento.

La modalità di locomozione può essere effettivamente riprogrammata su richiesta, bagnando il rivestimento solidificato, trasformandolo in una sostanza simile alla colla. Quindi, applicando un forte campo magnetico, le particelle magnetiche all'interno del rivestimento possono essere ridistribuite e riallineate, cambiando il modo in cui il robot reagisce al campo magnetico.

Il team lo ha dimostrato facendo passare lo stesso millirobot da un movimento simile a un bruco a un movimento più lento simile a una fisarmonica, come un modo per spremere attraverso uno spazio ristretto. In un altro esperimento, i ricercatori hanno rivestito un catetere con l'M-spray e hanno riprogrammato la sua modalità di locomozione al volo per fargli eseguire sia curve regolari che brusche, il che potrebbe aiutare a evitare lesioni quando questi dispositivi medici vengono inseriti nel corpo umano.

Sono seguiti una serie di esperimenti che hanno coinvolto capsule rivestite con M-spray e conigli anestetizzati. Ai conigli sono state somministrate le capsule e il team le ha monitorate mentre si muovevano attraverso lo stomaco con immagini radiologiche, prima di sciogliere il rivestimento una volta raggiunta la posizione prescelta. Ciò è reso possibile dalla composizione dello spray M che gli consente di disintegrarsi in polvere sotto un campo magnetico o in ambienti acidi.

"Tutte le materie prime di M-spray, vale a dire il PVA, il glutine e le particelle di ferro, sono biocompatibili", afferma Shen. "Il rivestimento disintegrato può tranquillamente essere assorbito o escreto dal corpo umano."

Oltre alle applicazioni biomediche, il team vede una gamma di potenziali usi per la tecnologia.

"Ci auguriamo che questa tecnologia possa contribuire allo sviluppo e all'applicazione di millirobot in diversi campi, come il trasporto attivo, sensori e dispositivi mobili, in particolare per le attività in spazi limitati", ha affermato il dott. Shen.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science Robotics.

 

Fonte: newatlas.com
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