Microrobot ispirati ai batteri
Gli scienziati dell'ETH di Zurigo e dell'EPFL hanno sviluppato minuscoli robot elastici in grado di cambiare forma a seconda dell'ambiente circostante. I batteri sono serviti da formazione preliminare. Come i batteri, i robot biocompatibili adattano la loro forma e i loro movimenti all'ambiente circostante per raggiungere i punti più difficili del corpo umano. In futuro, dovrebbero consentire la somministrazione mirata di farmaci.
In futuro, grazie alle ricerche dell'ETH di Zurigo e dell'EPFL, potremmo avere nel nostro corpo dei minuscoli robot che trasportano i farmaci direttamente nei tessuti malati.
Un gruppo di scienziati - guidati da Bradley Nelson, professore dell'ETH di Zurigo, e Selman Sakar, professore dell'EPFL - si è ispirato ai batteri per sviluppare microrobot intelligenti e biocompatibili con un'elevata flessibilità. I robot possono nuotare nei liquidi e cambiare forma a seconda delle necessità per muoversi attraverso vasi sanguigni stretti e sistemi complicati senza sacrificare la velocità o la manovrabilità.
I microrobot sono fatti di nanocompositi di idrogel e sono stati costruiti sulla base della tecnica giapponese di piegatura degli origami. Contengono anche nanoparticelle magnetiche che possono essere utilizzate per controllarli tramite un campo elettromagnetico, come riferiscono i ricercatori sulla rivista "Science Advances". In alternativa, i microrobot utilizzano anche il flusso di fluidi per navigare autonomamente attraverso le cavità.
Intelligenza incarnata
"Grazie alla loro speciale composizione e struttura, i nostri robot possono adattarsi alle proprietà del liquido in cui si muovono. Se la densità, la viscosità o la concentrazione osmotica cambiano, adattano la loro forma per mantenere la velocità e la manovrabilità senza perdere il controllo della direzione del movimento", spiega Sakar. Queste deformazioni sono per così dire "programmate" in anticipo, semplicemente dal tipo di tecnica di piegatura e dalla scelta del materiale, senza la necessità di incorporare sistemi elettronici nei robot.
"In natura, ci sono molti microrganismi che adattano la loro forma quando le condizioni ambientali cambiano. Ci siamo ispirati a questo principio di base per sviluppare i nostri microrobot", spiega Nelson. "La sfida più grande per noi è stata quella di descrivere le leggi fisiche che regolano questi processi di trasformazione e poi sviluppare le tecnologie di produzione appropriate per realizzarli".
Finora i robot in miniatura hanno soddisfatto le aspettative e possono essere prodotti in modo semplice ed economico. Il team di ricerca sta attualmente lavorando per migliorare le loro prestazioni quando nuotano in fluidi complessi come quelli presenti nel corpo umano.
Riferimento bibliografico: H.-W. Huang, B.J. Nelson, F.E. Uslu, M.S. Sakar, P. Katsamba, E. Lauga, Adaptive locomotion of artificial microswimmers, Science Advances
Versione modificata di un comunicato stampa dell'EPFL
Contatto / Link:
Laboratorio di robotica multiscala,Prof Bradley Nelson
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