Gli esseri umani non sono fatti per vivere sott'acqua, o anch afferrare oggetti in un ambiente acquatico. Tuttavia, la natura offre diversi esempi di creature che hanno sviluppato la capacità di formare forti legami in situazioni "umide": e la biomimetica è qui per cogliere l'opportunità.
Un team di ricercatori del Virginia Tech ha creato un guanto ispirato ai polpi in grado di afferrare gli oggetti sott'acqua. Il guanto è dotato di ventose in gomma e di un sofisticato sistema di rilevamento che riproduce l'esclusivo sistema muscolare e nervoso della piovra.
Polpi di genio
Il polpo (ma io preferisco dire piovra) è uno degli animali più singolari della Terra. Le sue caratteristiche uniche lo rendono quasi un "alieno" sul nostro pianeta, e per questo la biomimetica studia molte soluzioni ispirate a questo animale. In giro ci sono tecnologie mimetiche, bracci robotici, soft robot e mille altre cose ispirate ai polpi.
Una delle particolarità della piovra è la presenza di otto lunghi tentacoli che possono afferrare e manipolare una varietà di oggetti in un ambiente acquatico. Il sistema muscolare e nervoso controlla più di 2.000 ventose su questi tentacoli: i bordi taglienti delle ventose sono più duri e permettono perfino di tagliare quasi tutti i materiali.
I ricercatori ricreano queste capacità per la mano umana creando un sistema indossabile chiamato "Octa-glove". Octa-glove è un guanto che, di fatto, ci permette di avere una "mano di piovra". Le dita gommate sono ricoperte da membrane morbide e attivabili che imitano le ventose dei polpi, consentendo una presa affidabile sugli oggetti anche con una pressione minima.
Presa elettronica
Il team ha collegato alla parte inferiore del guanto una serie di minuscoli sensori ottici di prossimità LiDAR, che registrano la vicinanza di un oggetto. La combinazione di ventose e sensori è stata poi collegata tramite un microcontrollore, per simulare il sistema nervoso e muscolare dei polpi.
"Fondendo materiali adesivi morbidi e reattivi con l'elettronica incorporata, possiamo afferrare gli oggetti senza il rischio di schiacciarli", dice Michael Bartlett, assistente del Virginia Tech.
“La manipolazione di oggetti bagnati o sott'acqua sarà molto più semplice e naturale. L'elettronica può attivare e rilasciare rapidamente e automaticamente un oggetto: basta avvicinare la mano e tutto avviene da sé, senza dover premere alcun pulsante".
Questa soluzione (guanto con ventose sintetiche e sensori integrati) mi convince moltissimo. E funziona bene, anche. Nei test Octa-glove è riuscito a gestire oggetti delicati e leggeri: giocattoli di metallo, cilindri, perfino una sfera di idrogel ultra-morbida. Riconfigurando la rete di sensori ha poi afferrato e manipolato anche oggetti più grandi come un piatto, una scatola e una ciotola.
Mani di piovra: le possibili applicazioni
"Queste capacità imitano la manipolazione avanzata, il rilevamento e il controllo dei cefalopodi e forniscono una piattaforma per pelli adesive subacquee sintetiche in grado di manipolare in modo affidabile diversi oggetti sottomarini", ha affermato il ricercatore post-dottorato Ravi Tutika in un'intervista sul sito ufficiale del Virginia Tech (ve la linko qui).
"Questo è sicuramente un passo nella giusta direzione, ma c'è molto da imparare sia sui polpi che su come realizzare adesivi integrati prima di raggiungere la piena capacità di presa che hanno queste autentiche forze della natura".
Guardando al futuro, i ricercatori immaginano che Octa-Glove potrà avere un ruolo nel campo della robotica morbida per la presa subacquea. Saranno possibili anche applicazioni nelle tecnologie assistite dall'utente, nell'assistenza sanitaria e nella produzione per l'assemblaggio e la manipolazione di oggetti bagnati.
Potrebbe essere indossato da sommozzatori, archeologi subacquei, ingegneri di ponti e squadre di salvataggio per estrarre persone e oggetti dall'acqua.
Un bel polpo! (Scusate, lettori della versione italiana: dovevo dirlo).
