La pompa deformabile dà un cuore ai robot morbidi

Gli scienziati della Cornell University e il laboratorio di ricerca dell’esercito degli Stati Uniti hanno sfruttato le forze idrodinamiche e magnetiche per azionare una pompa di gomma deformabile in grado di fornire a robot morbidi un sistema circolatorio, imitando la biologia degli animali.

Come gli animali, i robot morbidi hanno bisogno di un sistema circolatorio per immagazzinare energia e alimentare le loro appendici e i loro movimenti, ma le pompe azionate elettronicamente che fungono da “cuori” sono così ingombranti e rigide che devono essere disaccoppiate dal loro corpo, con il rischio di disperdere energia e renderli meno efficienti.

Ora una collaborazione tra la Cornell University e il laboratorio di ricerca dell’esercito degli Stati Uniti ha sfruttato le forze idrodinamiche e magnetiche per controllare una pompa di gomma deformabile capace di fornire ai robot morbidi un sistema circolatorio, come avviene negli animali.

Queste pompe morbide distribuite funzionano in modo molto più simile ai cuori umani e alle arterie da cui viene erogato il sangue”, afferma Rob Shepherd, professore associato di ingegneria meccanica e aerospaziale presso il College of Engineering, che ha guidato il team della Cornell.

Il laboratorio di robotica organica ha usato materiali compositi morbidi per progettare di tutto: dalla “pelle” del sensore estensibile ai display braille a combustione e all’abbigliamento che monitora le prestazioni atletiche.

Anatomia della pompa

La nuova pompa elastomerica è costituita da un tubo in silicone morbido dotato di bobine di filo, note come solenoidi, distanziate attorno al suo esterno. Gli spazi tra le bobine consentono al tubo di piegarsi e allungarsi. All’interno del tubo c’è un magnete a nucleo solido circondato da fluido magnetoreologico, un fluido che si irrigidisce se esposto a un campo magnetico, che mantiene il nucleo centrato e forma un sigillo cruciale. A seconda di come viene applicato il campo magnetico, il nucleo magnetico può essere spostato avanti e indietro, come un pistone galleggiante.

Gli scienziati hanno condotto un esperimento per dimostrare che il sistema di pompaggio può mantenere prestazioni continue in presenza di grandi deformazioni e hanno monitorato i parametri delle prestazioni in modo da personalizzare le iterazioni future su misura per diversi tipi di robot.

https://news.cornell.edu/stories/2022/07/deformable-pump-gives-soft-robots-heart-0