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Nel panorama in continua evoluzione della robotica, un'innovativa ricerca sta aprendo nuove strade verso soluzioni più sostenibili e integrate con l'ambiente. Presso il laboratorio CREATE del Politecnico Federale di Losanna (EPFL), in Svizzera, un team di ingegneri ha sviluppato robot bio-ibridi utilizzando gli esoscheletri di scampi, piccoli crostacei comunemente noti come gamberi di Dublino. Questi scarti organici, spesso considerati rifiuti, si sono rivelati sorprendentemente adatti per la creazione di robot che combinano componenti biologici e tecnici, segnando un passo significativo verso una robotica più rispettosa dell'ambiente.
La chiave di questa innovazione risiede nella chitina, il materiale principale degli esoscheletri. Questa struttura organica, altamente mineralizzata e complessa, è rinomata per la sua robustezza, la lenta velocità di biodegradazione e la capacità di supportare movimenti complessi. Josie Hughes, responsabile del laboratorio, ha spiegato come gli esoscheletri combinino gusci mineralizzati con membrane articolari, offrendo un equilibrio ideale tra rigidità e flessibilità. Questa combinazione permette ai segmenti del robot di muoversi indipendentemente, caratteristica cruciale per diverse applicazioni robotiche. La chitina, infatti, offre una resistenza paragonabile a quella di alcuni polimeri sintetici, ma con il vantaggio di essere biodegradabile e proveniente da fonti rinnovabili.
I ricercatori hanno ingegnosamente integrato elementi elastici, che simulano i tendini, e una base motorizzata negli esoscheletri. Questo sistema permette contrazioni e rilassamenti simili al funzionamento dei muscoli. Come riportato dalla rivista scientifica IFLScience, i dispositivi risultanti mostrano una mobilità sorprendentemente naturale, nonostante l'utilizzo di materiale non più vivente. Uno dei prototipi, costruito con la coda di uno scampo, è stato trasformato in una pinza robotica capace di sollevare oggetti fino a 500 grammi. Durante i test, questa pinza ha dimostrato di poter manipolare oggetti di diverse forme e densità, come pomodori e penne, aprendo la strada a nuove applicazioni nel settore della robotica industriale e della manipolazione di precisione.
Un altro prototipo degno di nota è un robot acquatico dotato di due "pinne" che gli consentono di raggiungere una velocità di 11 centimetri al secondo. Questo dimostra ulteriormente il potenziale degli esoscheletri di scampi in applicazioni robotiche avanzate, come l'esplorazione sottomarina, il monitoraggio ambientale e la pulizia degli oceani. La capacità di muoversi agilmente in acqua rende questi robot particolarmente adatti per operare in ambienti difficili da raggiungere con i robot tradizionali.
Sareum Kim, autrice principale dello studio, ha sottolineato come questa ricerca rappresenti una delle prime dimostrazioni concrete dell'integrazione di scarti alimentari in sistemi robotici. Questo approccio non solo promuove un design sostenibile e principi di riuso, ma semplifica anche la costruzione dei robot rispetto alle tradizionali alternative in plastica e metallo. L'utilizzo di materiali di scarto riduce la dipendenza da risorse non rinnovabili e contribuisce a ridurre l'impatto ambientale della produzione robotica. L'iniziativa si allinea con le crescenti preoccupazioni ambientali e la ricerca di soluzioni innovative per la gestione dei rifiuti alimentari, un problema globale che richiede approcci creativi e multidisciplinari. Secondo la FAO, circa un terzo del cibo prodotto a livello globale viene sprecato ogni anno, generando ingenti quantità di rifiuti organici che contribuiscono all'inquinamento e al cambiamento climatico.
Gli scienziati hanno evidenziato che, sebbene le forme naturali non siano sempre ottimali dal punto di vista ingegneristico, spesso superano le soluzioni artificiali e offrono spunti preziosi per la creazione di dispositivi funzionali basati su principi biologici sofisticati. Questo non è il primo esempio di utilizzo di animali morti in robotica: nel 2022, ricercatori della Rice University hanno trasformato ragni morti in strumenti robotici capaci di sollevare e manipolare oggetti. Queste iniziative, seppur in fasi iniziali, aprono un ventaglio di possibilità per la robotica del futuro, combinando l'ingegneria con la biologia in modi inaspettati e sostenibili. L'integrazione di elementi biologici nei robot può conferire loro nuove capacità, come la capacità di auto-ripararsi, di adattarsi all'ambiente circostante e di interagire in modo più naturale con gli esseri viventi.
La ricerca sui robot bio-ibridi rappresenta un passo significativo verso una robotica più sostenibile e integrata con l'ambiente. Sfruttando materiali di scarto e ispirandosi alle forme naturali, gli ingegneri possono sviluppare robot più efficienti, economici e rispettosi dell'ambiente. Questo approccio non solo riduce la dipendenza da materiali sintetici e costosi, ma apre anche nuove prospettive per la progettazione di robot capaci di adattarsi e interagire in modo più armonioso con il mondo naturale. Il futuro della robotica potrebbe risiedere proprio nella capacità di combinare il meglio della tecnologia con la saggezza della natura, creando macchine che siano non solo efficienti e funzionali, ma anche in armonia con l'ambiente che le circonda.
