Il robot ragno che promette di perfezionare la microchirurgia

Un ragno robot che promette di perfezionare il mondo della microchirurgia e non solo. Un team di ricercatori dell'Harvard's Wyss Institute per Biologically Inspired Engineering, dell'Harvard John A. Paulson School of Engineering e Applied Sciences (SEAS) e della Boston University sta sviluppando un processo di fabbricazione che consenta la realizzazione di robot morbidi su scala micrometrica. Gli esperti del settore, infatti, immaginano un futuro in cui questi dispositivi possano essere impiegati in ambienti naturali e umani di difficile accesso, in delicati interventi chirurgici o in spazi troppo ridotti per essere raggiunti con i robot tradizionali.
A tale scopo, i ricercatori dei tre atenei hanno progettato un ragno robotico, composto di un unico materiale elastico, modellabile nel corpo, nel movimento e nel colore. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Advanced Materials.

La genesi del ragno robotico

Attraverso lo sviluppo di una tecnologia ibrida, in grado cioè di fondere tre diverse tecniche di fabbricazione, gli scienziati dei tre atenei hanno realizzato un dispositivo formato solo da gomma siliconata con diciotto gradi di libertà, che comprendono cambiamenti nella struttura, nel movimento e nel colore, e con caratteristiche minuscole nell'intervallo del micrometro. Nel campo dei dispositivi robotici morbidi, questo nuovo approccio di fabbricazione potrebbe aprire la strada verso livelli di complessità simili a quelli esibiti dalle controparti rigide.
Il team di studiosi ha fatto ricorso a un’innovativa tecnica litografica per generare dodici strati di silicone elastico, che costituiscono la base materiale del ragno robotico. Ogni strato è poi stato ritagliato con precisione attraverso una tecnica di microlavorazione laser e, quindi, incollato a quello sottostante per creare la struttura tridimensionale.
A ciascun singolo strato, infine, è stata integrata una rete precostituita di canali microfluidici cavi. La forma finale, simile a quella di un ragno, è stata ottenuta attraverso un sistema di auto-piegatura pressurizzata e all’utilizzo di una resina indistruttibile, applicata esternamente.

I possibili sviluppi futuri

I ricercatori sono in grado di controllare con estrema precisione tale processo di piegatura, variando lo spessore e la consistenza del materiale siliconico attraverso il taglio al laser. In fase di pressurizzazione, i canali fungono da attuatori, inducendo così un cambiamento strutturale permanente.
"Questo primo sistema di fabbricazione è stato progettato in un unico processo monolitico, che può essere eseguito in pochi giorni e facilmente ripetuto per ottimizzarne il design", le parole di Tommaso Ranzani, ricercatore presso la Boston University.
"Questo nuovo approccio potrebbe aprire il campo della robotica morbida ai ricercatori che si occupano di studiare nuove applicazioni mediche. In quel particolare campo, infatti, le dimensioni ridotte e la flessibilità di questi robot potrebbero consentire di perfezionare pratiche come l'endoscopia e la microchirurgia", gli fa eco Donald Ingber, il direttore e fondatore del Wyss Institute.