I ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign hanno sviluppato un nuovo materiale composito capace di modificare i comportamenti a seconda della temperatura, che può trovare applicazione nella prossima generazione di robotica autonoma.
Un nuovo materiale composito che si espande e si contrae in risposta al cambiamento di temperatura con o senza intervento umano, in modo da svolgere compiti specifici ed essere impiegato nella prossima generazione di robotica autonoma che interagirà con l’ambiente. Lo hanno progettato i ricercatori dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign, usando algoritmi informatici, due distinti polimeri e stampa 3D.
“Realizzare un materiale o un dispositivo che risponda in modi specifici a seconda del suo ambiente è molto difficile da concettualizzare utilizzando solo l’intuizione umana, quindi abbiamo deciso di lavorare con un algoritmo informatico per aiutarci a determinare la migliore combinazione di materiali e geometria“, spiega la ricercatrice Shelly Zhang.
Il team ha utilizzato innanzitutto la modellazione computerizzata per concettualizzare un composito a due polimeri che può comportarsi diversamente a varie temperature in base all’input dell’utente o al rilevamento autonomo. “Per questo studio, abbiamo sviluppato un materiale che può comportarsi come una gomma morbida alle basse temperature e come una plastica rigida alle alte temperature“, continua Zhang.
Dalla teoria al laboratorio
Dopo averlo trasformato in un dispositivo tangibile, i ricercatori hanno testato la capacità del nuovo materiale di rispondere ai cambiamenti di temperatura per eseguire un compito semplice: accendere le luci a LED.
“Il nostro studio dimostra che è possibile progettare un materiale con capacità di rilevamento intelligente della temperatura, una facoltà che potrebbe essere molto utile nella robotica – aggiunge Zhang –. Per esempio, se la capacità di carico di un robot deve cambiare al variare della temperatura, il materiale sa adattare il suo comportamento fisico per fermarsi o eseguire un compito diverso”.
Uno dei tratti distintivi dello studio è il processo di ottimizzazione che aiuta i ricercatori a interpolare la distribuzione e le geometrie dei due diversi materiali polimerici necessari.
“Il nostro prossimo obiettivo è usare questa tecnica per aggiungere un ulteriore livello di complessità al comportamento programmato o autonomo di un materiale, come la capacità di percepire la velocità di un impatto da parte di un altro oggetto: solo così i materiali robotici sapranno come rispondere ai vari pericoli sul campo“, conclude Zhang.
