Il muscolo morbido-robotico degli ingegneri del Nebraska percepisce e sigilla le forature in pochi minuti

Gli ingegneri Husker hanno dimostrato su https://news.unl.edu/article/husker-engineers-advance-work-on-intelligent-self-healing-technology un muscolo artificiale in grado di percepire le lesioni, localizzare il danno e ripararsi da solo senza l'aiuto umano. La tecnologia, sviluppata da Eric Markvicka e dagli studenti laureati Ethan Krings e Patrick McManigal, ha raggiunto la finale per tre premi Best Paper all'IEEE ICRA 2025, sottolineando la sua importanza tecnica.

I sistemi robotici morbidi spesso prendono in prestito la loro flessibilità dai tessuti biologici, ma raramente ereditano la capacità di guarigione autonoma della natura. L'elettronica e gli attuatori estensibili convenzionali continuano a funzionare solo fino a quando una foratura o un picco di pressione non tagliano le tracce conduttive o rompono gli elastomeri. Il lavoro del team del Nebraska affronta questa limitazione incorporando l'autoconsapevolezza e la riparazione nell'attuatore stesso.

Il muscolo si basa su una pila a tre strati. Alla base si trova una "pelle" fatta di micro-gocce di metallo liquido disperse nel silicone; questo strato forma la griglia del sensore. Un elastomero termoplastico rigido si fissa al centro, fornendo un materiale che può fondersi e richiudersi. Lo strato superiore guida il movimento espandendosi e contraendosi sotto la pressione dell'acqua, convertendo l'energia immagazzinata in lavoro meccanico.

Cinque correnti basse perlustrano costantemente la pelle inferiore. Quando una perforazione collega tracce vicine, il circuito rileva un nuovo percorso conduttivo, segnala la posizione e aumenta automaticamente la corrente in quel punto. Il calore Joule risultante ammorbidisce lo strato termoplastico, che fluisce nella breccia e si lega mentre si raffredda, chiudendo la ferita in pochi minuti.

Un'intelligente fase di ripristino mantiene il sistema riutilizzabile. Aumentando ulteriormente la corrente, gli ingegneri innescano l'elettromigrazione, separando gli atomi di metallo e rompendo la traccia temporanea creata dalla lesione. La griglia del sensore ritorna allo stato aperto originale, pronta per l'impatto successivo. Senza questo reset, l'attuatore guarirebbe solo una volta.

Le macchine autorigeneranti potrebbero rivelarsi preziose in agricoltura, dove i robot incontrano spine e detriti, e nei monitor sanitari indossabili che subiscono piegamenti quotidiani. I dispositivi più longevi ridurrebbero anche i rifiuti elettronici carichi di piombo e mercurio.