Mezzo secolo dopo che Neil Armstrong pronunciò le memorabili parole “un passo da gigante per l’umanità”, l’innovazione tecnologica si è ridotta. Sì, siamo ancora entusiasti degli enormi edifici che grattano il cielo e della potenza che sfida la gravità dei razzi, ma molti dei più grandi progressi avvengono su una scala inimmaginabilmente piccola rispetto a quella di ieri. Le nuove generazioni di dispositivi mobili, siano essi laptop, smartphone e orologi intelligenti, riducono di pochi millimetri lo spessore dei loro già sottili predecessori; rendendo i dispositivi già piccoli e portatili ancora più piccoli e portatili. La tecnologia CRISPR/cas9 consente agli scienziati di modificare singoli geni; di conseguenza, potenzialmente eradicando malattie mortali. Nuovi processi su scala nanometrica consentono ai progettisti di chip di inserire sempre più transistor sulla superficie dei circuiti integrati; raddoppiando la potenza di calcolo ogni 12-18 mesi nel processo.
Contenuti
- Gli esempi sono ovunque
- Come li useremo?
Il mondo della robotica non è diverso. Pensa che robot come quelli della Boston Dynamics Robot Spot ispirato ai cani O robot umanoide Atlas sono in cima alla classifica dell’innovazione, semplicemente perché sono i più visibili? Non così in fretta! All’estremità più piccola dello spettro, i progressi potrebbero non essere così evidenti, ma, alla loro portata, potrebbero essere ancora più entusiasmanti.
Benvenuti nel mondo dei robot su microscala, un genere di robotica che attira meno l'attenzione con lo sguardo fermo e fisso rispetto ai suoi fratelli e sorelle maggiori metallici, ma potenzialmente altrettanto trasformativo. Questi robot potrebbero essere utili per un’ampia gamma di applicazioni, dall’esecuzione di operazioni chirurgiche su scala micro o nanometrica all’esplorazione di altri pianeti.
Imparentato
- Tocco finale: come gli scienziati stanno dando ai robot sensi tattili simili a quelli umani
- Ecco cosa fa un'A.I. che analizza le tendenze. pensa che sarà la prossima grande novità nel campo della tecnologia
- Incontra gli Xenobot: macchine biologiche viventi che potrebbero rivoluzionare la robotica
Gli esempi sono ovunque
Dimostrazioni di questa tecnologia in azione sono ovunque. Recentemente, i ricercatori dell’Università della California del Sud hanno costruito un robot volante ispirato agli insetti che pesa solo 95 milligrammi ed è più piccolo di un centesimo.
S1
Nel frattempo, ad esempio, presso l’Istituto Max Planck per i sistemi intelligenti in Germania, gli ingegneri lo hanno fatto costruì una piccola automobile sterzante. Ciò non sembra particolarmente insolito finché non si sente dire che l’auto in questione non è un’auto piccola come una Chevrolet Spark o una Ford Fiesta, ma piuttosto un robot a forma di automobile di soli 40-50 micrometri di diametro misurare. Si tratta di circa la metà del diametro di un singolo capello umano. Il laboratorio ha costruito una serie di micromacchine mobili autoassemblanti che possono essere programmate per assemblarsi in un'ampia varietà di formazioni diverse a seconda di ciò che viene loro richiesto. E non è tutto.
“Il nostro team ha proposto [una serie di] nuovi microrobot sintetici e bioibridi”, Dottor Metin Sitti, direttore del dipartimento di intelligenza fisica del Max Planck Institute, ha dichiarato a Digital Trends. “Come robot sintetici su piccola scala, abbiamo dimostrato vari robot mobili wireless programmabili a forma morbida con capacità operative multi-locomozione e multifunzionali. Questi piccoli robot morbidi sono stati ispirati da animali morbidi su piccola scala come meduse, bruchi, animali, spermatozoi e larve di scarafaggi. Come microrobot bioibridi, abbiamo [anche] proposto micronuotatori guidati da batteri e alghe per fornire l'energia collegata carico nelle regioni target mentre percepiscono il microambiente, [come] gradienti chimici o di ossigeno, cambiamenti di pH e leggero."
“[I microrobot potrebbero essere utili] per la diagnosi e il trattamento medico non invasivo o minimamente invasivo per brevi o lunghi periodi”.
La parola “loro”, come al plurale, viene usata spesso quando si parla di microbot. Potremmo prendere in considerazione la possibilità di far lavorare insieme più robot di grandi dimensioni, ma è probabile che solo pochi funzionino insieme tra loro. Per parafrasare il “Boulevard of Broken Dreams” dei Green Day, i robot di questa scala sono progettati per camminare (o rotolare, o strisciare, o nuotare o saltare) da soli. Non è il caso dell’estremità più piccola dello spettro.
"Con i robot tradizionali, i robot devono essere sofisticati e in grado di eseguire compiti complessi solitamente da soli", ha affermato Dea Gyu Kim, dottoranda che lavora sui micro-robot presso la Georgia Tech. “Tuttavia, con i micro-robot possono essere più economici e semplici. Invece di fare affidamento su [un] singolo robot per eseguire un’azione specifica e complessa, un grande gruppo di robot può interagire in modi diversi per compiere azioni diverse”.
Questo piccolo robot realizzato alla Georgia Tech è appena visibile
I robot su cui Kim ha lavorato sono lunghi un paio di millimetri, circa le dimensioni di una formica. (Anche se, in futuro, il team spera di renderli ancora più piccoli.) Chiamato “bot di setole”, le creazioni stampate in 3D camminano su quattro o sei gambe simili a setole. Grazie alla presenza di un attuatore piezoelettrico in titanato di zirconato di piombo sul dorso, possono essere guidati utilizzando minuscole vibrazioni.
Come li useremo?
“L’applicazione ideale nel mondo reale [per questi robot] per me è quella di utilizzare un ampio gruppo di robot con setole per accedere ad aree difficili da raggiungere, come crepe all’interno di grandi infrastrutture o piccole lacune in macchinari complessi, dove gli esseri umani o i tipici robot non possono andare ed eseguire rilevamenti”, Kim continuò. "[Potrebbero funzionare] imitando i comportamenti degli insetti in cerca di cibo e [trasmettendo] i dati di interesse."
Metin Sitti, nel frattempo, ritiene che il campo medico sia il settore in cui questi minuscoli robot saranno più utili. “Credo che il maggiore impatto scientifico e sociale della microrobotica mobile si avrebbe nel settore sanitario, dove i microrobot wireless possono accedere ad aree senza precedenti o difficili da raggiungere all’interno del corpo umano”, Sitti continuò. “[Potrebbe essere utile] per diagnosi e trattamenti medici non invasivi o minimamente invasivi per brevi o lunghi periodi. Pertanto, il mio gruppo si è concentrato sull’applicazione dei nostri nuovi microrobot per varie applicazioni mediche, come la terapia mirata del cancro, l’embolizzazione, l’apertura di coaguli di sangue, la biopsia e la microchirurgia”.
Ci sono anche molte altre idee da cui provengono quei due. Dagli agenti di imaging continuo ai micro-team di robot in grado di spostare oggetti molto più grandi di loro, ai micro-robot controllati da magneti che possono rimuovere metalli pesanti dall'acqua contaminata, sono pochi i settori in cui i micro-robot non potrebbero rivelarsi utili in qualche modo. Poiché i ricercatori hanno dimostrato sempre più la loro capacità di muoversi su una varietà di terreni, che vanno dalle pendenze insidiose al nuoto attraverso i fluidi corporei, diventeranno solo più utili.
Naturalmente esistono ancora dei colli di bottiglia. Come nel caso dei robot più grandi, questi includono la sfida di alimentare i robot senza doverli tenere legati, renderli più agili e produrli in serie più facilmente. Nel caso delle applicazioni mediche, dovrà essere dimostrata anche la loro sicurezza prima di poter essere utilizzate Viaggio fantasticomissioni in stile attraverso il corpo umano. Ma queste sfide vengono elaborate, perfezionate e, in molti casi, risolte da un numero sempre crescente di ricercatori in tutto il mondo.
Come disse una volta il fisico Richard Feynman riguardo al campo della nanotecnologia, cugino minore della micro-robotica, “C'è molto spazio in basso.” Ma non è certo per mancanza di interesse!
Raccomandazioni degli editori
- La prossima grande innovazione scientifica è già nelle tue tasche
- Il futuro della produzione: uno sguardo alla prossima era del fare cose
- Il futuro dell'intelligenza artificiale: 4 grandi cose a cui prestare attenzione nei prossimi anni
- Manichini intelligenti: come la tecnologia dei contrasti robotici sta trasformando la pratica del calcio
- In che modo i dati aiutano i robot aspirapolvere a pulire la tua casa con la massima efficienza
