Muscoli artificiali HASEL, i robot del futuro si muoveranno come noi

05 Gennaio 2018 44

Gli sviluppi nella robotica e nella creazione di protesi di nuova generazione stanno convergendo verso un nuovo approccio "morbido" sempre più ispirato alla struttura umana, nello specifico si sta cercando di emulare il funzionamento muscolare dando così il via ad una nuova generazione di robot "morbidi".

Un gruppo di ricercatori dell'Engineering Center dell'Università del Colorado sta ottenendo risultati interessanti utilizzando una nuova generazione di attuatori HASEL, tecnologia che non è propriamente nuova, ma che sta evidenziando interessanti progressi. Diverse documentazioni a riguardo sono state pubblicate sulle riviste Science e Science Robotics, ad opera dello stesso team di ricerca, che a quanto pare starebbe esplorando diversi modelli HASEL promettenti per applicazioni future.

Questa nuova generazione di attuatori viene definita come un sistema amplificato idraulicamente elettrostatico ed autorigenerante, ma cerchiamo di spiegare meglio cosa comporta nei fatti. Siamo abituati a robot dotati di classici sistemi idraulici basati su pistoni, rigidi e piuttosto lenti a livello di reattività. Questi muscoli sintetici di nuova generazione riescono ad emulare (e superare) la forza umana, avvicinandosi all'efficienza del muscolo biologico.

Come si comporta un dispositivo muscolare HASEL? Esso è costituito da un guscio elastomerico che può prendere diverse forme, al suo interno è presente un liquido elettricamente isolante collegato ad una coppia di elettrodi contrapposti. Quando viene applicata una tensione, il liquido si sposta, cambia la forma dell'elastomero, riproducendo un comportamento simile a quello della contrazione muscolare umana. Nel momento in cui la tensione viene eliminata, l'elastomero ritorna alla sua forma base.

L'aspetto "autorigenerante" della soluzione è riferito alla capacità di resistere a danni elettrici o sbalzi improvvisi di tensione, questo vantaggio è garantito dallo strato isolante morbido, che risulta in grado di riprendere la forma iniziale dopo un danno elettrico. Tale resistenza risulta inoltre utile in ottica di scalabilità, consentendo di esercitare forze maggiori in relazione alle proprietà dell'elastomero ed alle correnti applicate.

Nella clip di cui sopra, è decisamente indicativo vedere come viene simulato il comportamento di un bicipite umano in contrazione. Sorprende non solo la facilità di funzionamento, ma il minore ingombro rispetto a soluzioni basate su pistoni, e di conseguenza la versatilità di un simile sistema.


La tecnologia HASEL offre anche altri vantaggi, in primis i costi produttivi inferiori rispetto a soluzioni standard basate sui pistoni, grazie ai materiali a basso costo che possono essere impiegati per la realizzazione, che non necessitano di nuove tecniche costruttive, risultando compatibili con i processi industriali di normale utilizzo.

Il team di ricercatori ha già depositato ed ottenuto l'approvazione di diversi brevetti in merito, tuttavia l'obiettivo futuro è quello di esplorare l'utilizzo di nuovi materiali e geometrie in grado di ampliare il range di utilizzo. Lo scopo finale è naturalmente quello di continuare a migliorare questa tipologia di attuatori, per consentire il prima possibile l'applicazione pratica in diversi campi d'impiego.

Guardando ai possibili segmenti d'utilizzo, non emerge solamente la possibilità di creare nuovi robot dotati di maggior precisione nel maneggiare oggetti e per questo più simili all'uomo, ma anche in campo medico le prospettive sono interessanti, basti pensare ad esempio alla realizzazione di protesi di nuova generazione per persone dotate di disabilità articolari.

Per coloro che volessero approfondire l'argomento, la ricerca è disponibile sul sito dell'Università del Colorado al seguente link.


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Commenti

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DonatoMonty81

Il primo passo verso quello che è il reale obiettivo: palestre per robot

Sciencefun

Studiati le blu zones come ho fatto io. Sono tanti anni che studio la gerontologia. Ti stimo per il semplice fatto che hai letto kurzweil. Leggiti la fine dell'invecchiamento. Su kindle unlimited, puoi fare la prova che è gratis. Io ho anche il cartaceo

piero

cerca anche tu di capire che potresti anche mettere in dubbio quello che sai sulla mente degli animali, se abbiano o no una psicologia, diversa ovviamente da quella umana, ma che potrebbe rispondere a schemi di comportamento differenti dai tuoi, ma che per questo non devono per forza essere assenti per incompresi. magari pensi che non provino affetto. ma pensare che sia solo tu possa provare affetto, mi sembra un po' cattolico e presuntuoso, per citare un brano itsliano di buon spessore. magari tu lo chiami affetto e sentimento quanfo anche tu stai rispondendo ad un bisogno fisiologico.

maurooo

Non ho bisogno di googlare,ho letto buona parte di quello scritto da Kurzweil ,mi sono voluto tenere largo,perché comunque del futuro ovviamente non c'è certezza,poi pensavo a un futuro quasi alla "Star Trek" tanto per capirci.Comunque ripeto in termini assoluti,che ci vogliano 30/50 anni,un secolo o due è sostanzialmente irrilevante,purtroppo cambia a me,che avendone già 40,potrò forse vedere solo le prime avvisaglie .........

Lucio Magini

Secoli??? Mai sentito parlare di legge dei ritorni acceleranti? Fai una sgugollata va...

Liuk

Scusami ma quello che ho detto, ho detto.

Supercrispo

Tutto chiaro, grazie per la risposta :)

italba

Attenzione a non umanizzare il comportamento animale, se no si cade nel WaltDisneysmo. Tu non hai la più pallida idea di cosa vede in te la tua gatta, se un capobranco, una madre o un maschio da corteggiare: La mia gatta mi cercava sempre prima che la sterilizzassimo...

Liuk

No, sono C......assandro.

Liuk

In anatomia umana sono un pò arrugginito.

Gabriel #JeSuisPatatoso

Intendo l'anime del 1985 e il suo sequel che qui in Italia è conosciuto con il nome di Ghost in the Shell - L'attacco dei cyborg (invece che Innocence). Non sono un grande intenditore, non conosco i manga e non ho nemmeno visto le serie tv, ma recentemente ho rivisto Blade Runner e il suo seguito, Blade Runner 2049 e cercavo qualcosa di distopico e sci-fi con delle ambientazioni simili. Il film con la Johansson l'ho trovato invece approssimativo e "strano" perché riprende scene e inquadrature ma scombussola totalmente trama e filosofia. Va comunque visto per farsi un'idea.

Midnight

Che sei, Comatrix?

MasterBlatter

casomai estensori e adduttori

Ratchet

Move your body!

franky29

i qbit

Liuk

La differenza è non gli ho mai dato da mangiare e lei ( una micia ) mi seguiva come un'ombra.
So che è difficile da comprendere se non lo hai vissuto.

Liuk

Ecco a cosa volevo arrivare una sorta di muscoli attuatori e antagonisti.

Supercrispo

Scusa Gabriel, mi hai messo confusione... per "originale" intendi l'anime, giusto?
E il film uscito di recente è un seguito?
Te lo chiedo perchè avevo letto i fumetti (decadi fa) e ho visto solo il film appena uscito.

maurooo

A volte rimango quasi turbato pensando a cosa potrà fare l'umanità nell'arco di pochi secoli,che in termini assoluti sono niente,un battito d'occhio.Da un lato un po mi "girano",pensando che dopo che per quasi tutta la storia dell'umanità i progressi sono stati cosi lenti da essere impercettibili nella vita di una persona,io siano nato appena troppo presto e non potrò apprezzare e sfruttare a fondo questa nuova era tecno/scientifica,dall'altro questo porta a possibili scenari che probabilmente farei a meno di vivere.

Tom Smith

Manca la parte più importante

Gabriel #JeSuisPatatoso

Proprio questa notte, complice l'insonnia, ho rivisto Ghost In The Shell (sia l'originale che il sequel). Sicuramente il futuro ci riserverà infinite opportunità.

italba

Vero, anche perché funziona direttamente con l'elettricità senza bisogno di passare per l'energia idraulica o pneumatica

boosook

se anche fosse solo quello, il vantaggio... ma a me, a prima vista, sembra un sistema potenzialmente molto più flessibile.

italba

Ok, ma "grossomodo" anche gli attuatori idraulici che si usano adesso possono fare le stesse cose. Il vantaggio di questo sistema è nel costo e nell'affidabilità, semmai

boosook

quello che interessa è l'aspetto funzionale: è in grado di fare (grossomodo) le cose che fa il muscolo umano? se sì, allora non importa se sia uguale o meno a un muscolo umano.

boosook

Era chiaro che ci saremmo arrivati... ora ne vedremo delle belle! (o delle brutte...)

italba

Questo apparato elettromeccanico non ha molto a che vedere con l'anatomia e la fisiologia umana

italba

"Ti amano" o "rispondono al loro istinto sociale di farsi ben volere dal capobranco (tu)" ? La differenza, ammesso che esista, non è tanto facile da capire

Liuk

I cosiddetti animali non sono così calcolatori come credi.
Alcuni si affezionano a tal punto che ti amano come un amico del cuore.
Ho esperienze dirette.

Liuk

E ci risiamo!
Tempo fa in altri lidi dissi che era possibile costruire muscoli artificiali che imitassero la anatomia e la fisiologia umana per quanto riguarda l'apparato locomotorio.

Ed eccoli qua!

Ora basta costruire un 'cervelletto' che li comandi et voilà!
Il Sintetico di 3° Generazione è servito!

Razor

Pardon, per gli errori ortografici e di battitura.

quelle delle alghe mi mancava

italba

Non "avvolte", è praticamente sempre più dannoso degli altri animali, tranne forse le alghe azzurre che in tempi remotissimi hanno sterminato il 99% delle specie viventi producendo un gas estremamente tossico per loro: L'ossigeno!

P.s. "A volte", è meglio...

Razor

certamente, ma guarda l'essere umano avvolte e molto spesso è più dannoso di un qualsiasi animale selvaggio...

italba

Si e no. Bisognerebbe distinguere tra gratitudine e comportamenti sociali indotti dall'istinto, e fra sentimento disinteressato e calcolo di una futura ricompensa

Razor

Meglio gli animali

italba

Terminator non ringrazia nessuno, la gratitudine la provano solo gli umani (e neanche tutti)

italba

Chiedi a chi manca un braccio o una gamba se non è disposto a pagarlo! Finché non ti tocca personalmente puoi sparare tutte le ca##ate che vuoi, vero?

Bertone

nell'avere una vita migliore a seguito di una menomazione? non lo trovo normale, lo trovo meraviglioso....avrà dei costi sicuramente alti ma si spera che nel tempo questi si abbassino

iamagro

Sicuramente non saranno gratis, ma ne varrà la pena

Razor

Terminator Ringrazia!

italba

Ci sono ancora parecchie zone libere sul pianeta, vacci pure a vivere come un troglodita che di quelli come te non sentiremo certo la mancanza

PierCarlo

Tu credi che sia normale? E che non ci sia un prezzo da pagare?

Bertone

ad un mondo in cui persone con gravi handicap potranno tornare ad avere una vita completamente normale?

PierCarlo

A me il futuro tecnologico non piace più! Non so se vi state rendendo conto dove realmente ci sta portando...

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