Gli ingegneri della Rice University e della Kyung Hee University hanno sviluppato una superficie meccanica morbida, che potrebbe aprire nuove possibilità all’interazione uomo-macchina, ai dispositivi indossabili e ai display tattili immersivi.
Un team di ingegneri della Rice University e della Kyung Hee University ha sviluppato una superficie meccanica morbida, in grado di cambiare forma e di rispondere al tocco, percepire i propri movimenti e comunicare visivamente i cambiamenti in tempo reale: una scoperta che potrebbe aprire nuove possibilità per l‘interazione uomo-macchina, i dispositivi indossabili e i display tattili immersivi.
Pubblicata su Science Advances, la ricerca presenta una metasuperficie meccanica a levitazione magnetica in grado di trasformarsi rapidamente in migliaia di forme diverse, pur rimanendo morbida e resistente, tanto da poter essere pizzicata, premuta e torta senza subire danni. La piattaforma combina attuazione magnetica, sensori integrati e feedback visivo basato su LED in un unico sistema programmabile progettato per l’interazione fisica diretta tra uomo e macchina.
“Investiamo molto tempo e risorse nel migliorare la potenza di calcolo e l’elettronica rigida, ma gli esseri umani non sono rigidi. Interagiamo con il mondo attraverso il tatto, la deformazione e il movimento. Quello che stiamo cercando di fare è progettare sistemi che comunichino con le persone in un modo che risulti più naturale e intuitivo” spiega Raudel Avila, professore associato di ingegneria meccanica alla Rice University e coautore dello studio.
A differenza dei touchscreen e dei display convenzionali che forniscono principalmente informazioni visive, la metasuperficie cambia fisicamente forma in risposta all’interazione, creando un flusso bidirezionale di informazioni attraverso il tatto e la vista. Avila ha paragonato l’esperienza alla scelta di un avocado al supermercato: “Non ti limiti a guardare un avocado per sapere se è maturo, lo tocchi. Quell’interazione meccanica ti fornisce informazioni. Il nostro obiettivo è creare superfici che possano anche rispondere e comunicare il loro stato visivamente e fisicamente” presegue Avila.
Come si muove la superficie
La metasuperficie è composta da una matrice 6×6 di pixel elastomerici morbidi controllati da elettromagneti posti sotto la superficie. Utilizzando forze magnetiche attrattive e repulsive, il sistema è in grado di alzare o abbassare singoli pixel con una precisione millimetrica, consentendo oltre 10³⁰ possibili configurazioni di superficie.
I ricercatori hanno dimostrato che la piattaforma è in grado di produrre movimenti ondulatori, effetti a increspatura e motivi a scacchiera, oltre a simulare processi biologici come la contrazione e il rilassamento ritmico del cuore umano. In un’altra dimostrazione, la superficie si è rimodellata dinamicamente per guidare gocce d’acqua in diverse lettere.
Per consentire il rilevamento in tempo reale, il team ha integrato sensori IMU (Inertial Measurement Unit) direttamente nella superficie deformabile. Questi sensori monitorano continuamente l’inclinazione locale della superficie e ricostruiscono la forma complessiva della metasuperficie senza bisogno di telecamere o sistemi di imaging esterni.
I ricercatori hanno anche integrato una matrice di LED RGB 7×7 che cambia colore a seconda della forma e del movimento della superficie, trasformando di fatto il dispositivo in un display tridimensionale dinamico. In una dimostrazione, il sistema ha simulato le onde dell’oceano sotto una barchetta di carta in miniatura, mentre effetti di illuminazione sincronizzati rappresentavano visivamente l’acqua in movimento.
Potenziali applicazioni in diverse interfacce
I ricercatori della Rice University e della Kyung Hee University affermano che la tecnologia potrebbe in futuro supportare applicazioni che spaziano dagli strumenti didattici tattili e dalla robotica morbida ai sistemi indossabili, dalle interfacce di realtà aumentata e virtuale alle tecnologie assistive per le persone con disabilità visiva: “Vogliamo andare oltre i sistemi passivi. L’obiettivo è creare superfici che non si limitino a visualizzare informazioni, ma che interagiscano attivamente con le persone attraverso un feedback sia meccanico sia visivo” conclude Avila.
Foto: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aeg0480
