{"id":17112,"date":"2015-05-01T07:42:55","date_gmt":"2015-05-01T05:42:55","guid":{"rendered":"http:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=17112"},"modified":"2015-05-01T07:51:56","modified_gmt":"2015-05-01T05:51:56","slug":"un-micro-robot-che-trascina-2000-volte-il-suo-peso","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/?p=17112","title":{"rendered":"Un robot da taschino che trascina 2000 volte il suo peso"},"content":{"rendered":"

\"Micro<\/a><\/p>\n

\u00c8 la domanda che si sentono fare di continuo: “Si, ma cosa serve?” Gli artisti, i filosofi, gli scienziati. Quasi mai, gli inventori e gli ingegneri. Perch\u00e9 loro \u00e8 il campo dei problemi da risolvere\u00a0direttamente, in modo chiaro per la gente: un buco da tappare, il caff\u00e8 da riscaldare, un cardine da far movimentare. Mentre \u00e8 diversa la storia di chi, visionario dei possibili sentieri, si applichi sinceramente nel produrre…Qualcosa. Qualsiasi cosa ed \u00e8 proprio questo il punto: incrociando i meri presupposti, sovrapponendo le risorse disponibili, talvolta riscrivendo ci\u00f2 che sia “possibile” all’interno di un laboratorio…E tutto per dare i natali a una realt\u00e0 completamente nuova e totalmente fuori dagli schemi a noi gi\u00e0 noti. Che non ha un’applicazione in campo pratico, proprio perch\u00e9 ne fuoriesce pienamente. \u00c8 sostenuta da una pura idea. Ma che razza di fantastico\u00a0pensiero! Quello che ha guidato il Laboratorio di Biomimetica ed agile Manipolazione dell’Universit\u00e0 di Stanford, nella costruzione della sua imprevista e imprevedibile mascotte, subito battezzata con un nome dalla forte componente commerciale (alquanto strano, in quel contesto) ovvero l’adorabile \u00b5Tug. Capitalizzando sul tipico schema del mondo informatico, che ormai da tempo mutua la “i” minuscola dalla tradizione Apple, per indicare\u00a0voglia di creativit\u00e0, ma qui sostituita con quel suono bilabiale dell’alfabeto greco, usato nel campo della\u00a0fisica per riferirsi a tutto ci\u00f2 che ha un milionesimo della grandezza del suo punto di riferimento. Siamo scienziati, che ci volete fare. Ed era un’iperbole, naturalmente: non \u00e8 “cos\u00ec” piccolo. Ma per quello che riesce a fare il qui citato robottino, per lo meno quando le condizioni sono adatte alla sua operativit\u00e0, risulta ad ogni modo\u00a0eccezionale. La\u00a0questione \u00e8 semplice davvero rilevante: da una parte abbiamo l’evidenza degli insetti, creature che nonostante la loro relativa piccolezza riescono a influenzare anche notevolmente il loro ambiente circostante. E dall’altra l’evidenza\u00a0degli esseri artificiali provenienti da simili\u00a0progetti accademici, generalmente frutto di una qualche innovazione nei campi della mobilit\u00e0 motorizzata, della conservazione dell’energia etc. Generalmente troppo piccoli per svolgere una mansione d’effettiva utilit\u00e0. Cos\u00ec nasce la risposta-tipo a quel quesito di apertura: “Ecco…\u00c8 un drone. Pu\u00f2 portarsi dietro una telecamera, per cercare sopravvissuti tra\u00a0le macerie di un qualche disastro naturale.” Davvero, la frequenza con cui ricorre un simile\u00a0obiettivo dichiarato\u00a0\u00e8\u00a0sorprendente. Perch\u00e9 l’emergenza, per sua stessa definizione, \u00e8 una condizione in cui i metodi convenzionali non servono a risolvere il problema. In effetti \u00e8 teoricamente possibile che si verifichi, nell’intera storia futura del mondo, un caso in cui ciascun pesce robotico, serpente articolato, salamandra radiocomandata, sar\u00e0 proprio quel che serve per salvare vite umane. Strisciando fino al punto del pericolo, dove un umano in carne ed ossa non avrebbe mai potuto penetrare. Possibile, non vuol dire poi probabile.
\nMa qui si sta facendo il passo ulteriore: quello dell’interazione. Chiunque abbia tenuto in mano un coleottero lucanide, una di quelle creature lunghe diversi centimetri, con il rostro aculeato sul davanti e un gran bel paio d’elitre cangianti, ben conosce l’illusione che ci trae in inganno: simili esseri, bench\u00e9 pi\u00f9 piccoli del palmo di una mano, sono tutt’altro che deboli o delicati. Vivono le loro giornate, piuttosto, racchiusi in rigide armature chitinose, che scalate a dimensione umana ci renderebbero del tutto impervi ad urti, colpi o schiacciamenti. E poi sono, soprattutto, FORTI. Si aggrappano con le sei zampette come fossero altrettanti artigli, facilmente in grado di lasciare un segno sulla pelle umana. Sarebbe il tipico paradosso dell’artropode: pi\u00f9 sono piccoli, pi\u00f9 riescono a stupirci per il modo in cui riescono ad imporsi sull’ambiente circostante. Nei due articoli scientifici di supporto al progetto, liberamente disponibili sul sito del<\/a><\/span> laboratorio<\/a>, viene citato altrettante volte il caso della formica tessitrice, con tanto d’immagine a corredo: l’insetto sospeso a testa in gi\u00f9, che sostiene facilmente un peso di metallo da 500 mg. Per intenderci, grande due volte lei. Come, come ci riesce? Il segreto \u00e8 tutto nel\u00a0principio dell’adesione.<\/p>\n

<\/p>\n

Il paradosso dell’Incredibile Hulk \u00e8 noto a molti fan dei supereroi dei fumetti americani. Ecco un essere cos\u00ec straordinariamente forzuto, tanto brutale e muscoloso, da poter sollevare facilmente le decine di tonnellate di un carro armato, per esempio, e poi scagliarlo contro un elicottero da guerra militare. Il che sarebbe anche possibile, dal punto di vista biologico, se il suo corpo fosse effettivamente dotato di risorse energetiche quasi sovrannaturali (e come diceva Arthur C. Clarke, ciascuna tecnologia sufficientemente avanzata \u00e8 indistinguibile dalla magia) ma rimane assai improbabile dal punto di vista della fisica in quanto tale. Perch\u00e9\u00a0come dichiara la terza legge della termodinamica, a ciascuna reazione ne corrisponde una uguale e contraria. Lo\u00a0sanno bene pure gli astronauti che, dando un calcio alla parete della Stazione Spaziale Internazionale, acquisiscono quotidianamente la spinta necessaria a raggiungere i diversi ambienti di quell’iperboreo luogo. Una legge universale.\u00a0Tanto che\u00a0persino in condizioni di piena gravit\u00e0 terrestre, ogni qual volta\u00a0Hulk volesse\u00a0sollevare un peso veramente\u00a0significativo, prima di lanciarlo dovrebbe in qualche maniera “ancorarsi” al suolo, pena un contraccolpo in grado di farlo cadere rovinosamente a terra verso la direzione contraria mentre, almeno in teoria, il carro armato vola verso il suo bersaglio designato. O altrettanto\u00a0probabilmente fallimentare anche in quello, visto come\u00a0l’inerzia lineare\u00a0potrebbe\u00a0impedirgli di roteare il carico prima di rilasciarlo.\u00a0Questa era poi, l’idea geniale alla base di Superman, che essendo fisicamente ancorato ad un’ipotetica quinta dimensione, totalmente slegata dalle forze gravitazionali, poteva compiere tali gesti in modo assai pi\u00f9 convincente. \u00a0Ma gli alieni rispondono a regole di un mondo differente. Qui sulla Terra, c’\u00e8 un motivo, se i macchinari pensati per svolgere mansioni pesanti sono sempre giganteschi, lenti e ponderosi. Bench\u00e9\u00a0questo non significhi che ci\u00f2 che \u00e8 piccolo, sia necessariamente inerme.<\/p>\n

\"Micro<\/a>
Il secondo modello del \u00b5Tug \u00e8 pensato per il trascinamento in senso verticale di un carico relativamente pesante. L’aspetto pi\u00f9 affascinante \u00e8 il modo in cui non soltanto il robot non scivoli verso il basso, ma nemmeno risenta della forza longitudinale in grado di farlo cadere all’indietro. Probabilmente, \u00e8 necessario bilanciare il suo carico con una certa cura.<\/figcaption><\/figure>\n

Ecco perch\u00e9 questi piccoli robot di Stanford, recanti le firme dei ricercatori\u00a0Christensen, Hawke, A. Suresh, Ladenheim e Cutkosky, scelgono di mutuare\u00a0il\u00a0segreto principale di funzionamento da una particolare risorsa del geco, la complessa struttura\u00a0delle dita in grado di aggrapparsi ad ogni superficie, purch\u00e9 sia sufficientemente liscia ed uniforme. Caratteristica primaria di una tale soluzione tecnica, naturalmente, doveva essere la capacit\u00e0 di attivare o disattivare l’adesione a comando, possibilmente senza l’impiego di ingombranti meccanismi di supporto. Altrimenti, che fine faceva il micro-? Avrete notato, sia nel primo che nel secondo \u00b5Tug, la presenza di una piastra rettangolare nera sotto il corpo macchina, sollevata a comando dall’intero meccanismo. Questo elemento, plasmato dal materiale plastico adesivo Poly(dimethylsiloxane) o PDMS non \u00e8 in realt\u00e0 affatto uniforme, bens\u00ec ricoperto da una fitta successione di estrusioni lamellari, estese per l’intera parte poggiante a terra del robot.\u00a0Tale costituzione assai particolare garantisce, nel momento in cui l’oggetto viene sottoposto ad una forte pressione verso la sua direzione “preferita” (ovvero il dietro) una massimizzazione della superficie a contatto col terreno, incollando di fatto l’oggetto al suolo. Cos\u00ec \u00e8 possibile, come dimostrato nel primo video a supporto, che il\u00a0\u00b5Tug per uso orizzontale si sposti per qualche centimetro grazie all’uso di due rotelline subito sollevate, quindi attivi il suo sistema a carrucola per trainare avanti il carico cos\u00ec pesante, fiducioso nella sua capacit\u00e0 di mantenere la presente posizione, nonostante il peso tenti di attirarlo a se. Per poi ripetere il gesto pi\u00f9 e pi\u00f9 volte, conducendo a termine la sua mansione. Nella versione ad uso verticale della stessa cosa, invece, il robottino impiega un metodo affine a quello dei bruchi geometridi, che possono mettere a contatto con la parete o l’albero soltanto una parte del loro corpo, sviluppare l’adesione necessaria a sostenersi e poi spostare l’altra estremit\u00e0, fino al raggiungimento della meta sovrastante. Per svolgere un tale compito, naturalmente, il\u00a0\u00b5Tug in questione risulta dotato non di una, ma due piastre in PDMS, usate in alternanza, per di pi\u00f9 dotate di fessurazione ulteriori e trasversali, affinch\u00e9 il sollevamento disattivi totalmente l’adesione del piede in corso di spostamento, senza l’uso di un sistema di sollevamento (le ruote non funzionerebbero, su parete verticale). Conclude il catalogo la pi\u00f9 piccola versione realizzabile di un sistema semovente artificiale, dalla massa di appena 20 mg ma comunque in grado di sollevare una graffetta 25 volte pi\u00f9 pesante. In questo caso, la fonte di energia usata dal meccanismo\u00a0era l’induzione di una fonte termica esterna, mentre altrettanto\u00a0affascinante, ma per motivi diametralmente opposti, risulta invece il segmento in cui il robot pi\u00f9 grande si porta dietro dei pannelli solari, teoricamente in grado di alimentare il robottino\u00a0per chilometri di viaggi verticali, purch\u00e9 il Sole non ritorni a sonnecchiare tra le nubi.
\nFinch\u00e9, chiaramente, a un certo punto\u00a0nella documentazione a supporto non viene affrontata la solita domanda: “A cosa serve il\u00a0\u00b5Tug?” Ah, presto detto, grazie all’uso della convenzione. Potrebbe, ad esempio, vediamo… Trasportare\u00a0una corda a un individuo bloccato sopra un tetto, durante un tipico disastro naturale metropolitano! Purch\u00e9 la superficie da scalare per raggiungerlo sia pienamente liscia ed uniforme, tipo i vetri di un maestoso grattacielo. Certo, dovrebbe essere una corda molto lunga. Comunque in alternativa, il \u00b5Tug potrebbe avere dinnanzi a se un futuro di successi, in qualit\u00e0 di\u00a0beniamino che ti porta la tazzina di caff\u00e8. Probabilmente,\u00a0in molti se lo comprerebbero. E di certo non sarebbe il primo progetto finanziato da un’universit\u00e0, cambiata la lettera greca del suffisso con una ben pi\u00f9 prosaica “i” minuscola, a fare il grande balzo verso il mondo commerciale.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

\u00c8 la domanda che si sentono fare di continuo: “Si, ma cosa serve?” Gli artisti, i filosofi, gli scienziati. Quasi mai, gli inventori e gli ingegneri. Perch\u00e9 loro \u00e8 il campo dei problemi da risolvere\u00a0direttamente, in modo chiaro per la gente: un buco da tappare, il caff\u00e8 da riscaldare, un cardine da far movimentare. Mentre … Leggi tutto<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6],"tags":[804,112,80,78,147,97,841],"class_list":["post-17112","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news","tag-gechi","tag-insetti","tag-robot","tag-scienza","tag-stati-uniti","tag-tecnologia","tag-universita"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17112","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=17112"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17112\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":17119,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/17112\/revisions\/17119"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=17112"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=17112"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.jacoporanieri.com\/blog\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=17112"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}