Scienziati cinesi sviluppano il più piccolo micro-robot terrestre-aereo non collegato del mondo

Micro-robot terrestri-aerei non collegati, sviluppati da un team di ricerca dell'Università Tsinghua di Beijing, capitale della Cina. (2 gennaio 2025 - In gentile concessione a Xinhua/Università Tsinghua)

Consentire ai robot di camminare, correre, saltare, volare, arrampicarsi e assumere forme arbitrarie in tempo reale è fondamentale per ampliare i loro scenari applicativi.

Un team di ricerca dell'Università Tsinghua di Beijing ha sviluppato un attuatore di piccole dimensioni a film sottile che consente ai micro-robot di trasformare continuamente le loro forme e di assumere configurazioni specifiche, proprio come i "Transformers" della famosa serie cinematografica, migliorando così significativamente la loro adattabilità ambientale. Questa innovazione è stata pubblicata online su Nature Machine Intelligence, una delle principali riviste internazionali nel campo.

"Integrando questo attuatore con la nostra strategia di design ispirata ai Lego, abbiamo creato il micro-robot terrestre-aereo non collegato più piccolo e leggero al mondo noto nella letteratura scientifica, con una lunghezza di soli 9 centimetri e un peso di 25 grammi", ha affermato Zhang Yihui della Facoltà di Ingegneria Aerospaziale e del Laboratorio Nazionale di Tecnologia Elettronica Flessibile dell'Università Tsinghua.

Gli attuatori, il "cuore" dei micro-robot, sono dispositivi dotati di capacità di modifica della forma controllabile.

"Sviluppare micro-robot ultracompatti e non collegati con complesse capacità di morphing della forma è estremamente impegnativo", ha spiegato Zhang.

Gli attuatori esistenti di dimensioni inferiori ai cinque centimetri in genere incontrano difficoltà nel raggiungere il morphing e il bloccaggio continui della forma, limitando fortemente la miniaturizzazione e il controllo non collegato dei robot multimodali.

Attraverso un'innovativa progettazione sinergica di materiali e strutture, il team di Zhang ha sviluppato un attuatore miniaturizzato di appena pochi millimetri. Fungendo da "esoscheletro trasformabile", può integrare componenti funzionali come sensori e motori per costruire sistemi robotici complessi.

In particolare, questo attuatore può essere controllato elettricamente per trasformarsi continuamente in qualsiasi forma desiderata e quindi "bloccare" la configurazione deformata, cosa difficile da ottenere con i precedenti attuatori di piccole dimensioni.

"Utilizzando la strategia di progettazione ispirata ai Lego, abbiamo costruito un micro-robot terrestre-aereo non collegato, capace di volare in aria e muoversi agilmente sulla terraferma, con una velocità fino a 1,6 metri al secondo a terra", ha affermato Zhang.

Inoltre, il team ha sviluppato un mini-attuatore "Transformer" alto 4,5 centimetri e del peso di 0,8 grammi, che impiega più di dieci unità attuatrici, nonché un robot multifunzionale con ruote in grado di trasformarsi in modalità "auto sportiva", "auto alata" e "furgone".

Ispirandosi alle cavallette e ad altri insetti, i ricercatori hanno incorporato morfologie biologiche e capacità di locomozione nei loro progetti.

Questo lavoro offre nuove idee e percorsi per lo sviluppo di micro-robot." Le applicazioni future includono la diagnostica delle apparecchiature, i rilievi geologici e le operazioni in ambienti pericolosi", ha affermato Zhang. "L'attuatore può essere utilizzato anche nei dispositivi bioelettronici, consentendo lo sviluppo di dispositivi medici impiantabili e implementabili e di interfacce tattili VR/AR."