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Data documento:25-08-2017
Self-healing robots? Another sci-fi concept comes closer
Robot autoriparatori? Un altro concetto fantascientifico che potrebbe presto diventare realtà
If you cut yourself or tear a muscle over time you will, hopefully, get better.
Se una persona si taglia o si strappa un muscolo dopo qualche tempo, se tutto va bene, guarisce.
Now researchers at a Belgium university have extended this self-healing property specifically to soft robots.
Adesso un gruppo di ricercatori di un’università belga ha esteso queste proprietà di autoriparazione ai robot morbidi.
Roboticists at the Vrije Universiteit Brussel (VUB), with input from the EU-funded SPEAR project, have designed soft robots that can heal themselves.
Esperti di robotica della Vrije Universiteit Brussel (VUB), con l’aiuto del progetto SPEAR, finanziato dall’UE, hanno progettato robot morbidi in grado di ripararsi da soli.
New research published in the Science Robotics Journal highlights the results the team has achieved.
Una nuova ricerca pubblicata sul Science Robotics Journal presenta i risultati raggiunti dal team.
The robots are constructed from flexible materials that enable them to grab delicate objects making them of use the food industry or in minimally invasive surgery, amongst other applications.
I robot sono costruiti in materiali flessibili che permettono loro di afferrare oggetti delicati, il che li rende adatti all’uso nell’industria alimentare o nella chirurgia minimamente invasiva, tra le altre applicazioni.
‘Soft’ robots are also used in rehabilitation and arm prostheses.
Robot “morbidi” sono usati anche per la riabilitazione e nelle protesi del braccio.
Their form helps them absorb shocks and protects them from mechanical impacts but, as the researchers say in their paper, ‘(…) the soft materials used for their construction are highly susceptible to damage, such as cuts and perforations caused by sharp objects present in the uncontrolled and unpredictable environments they operate in.’
La loro forma li aiuta ad assorbire gli shock e li protegge da impatti meccanici ma, come spiegano i ricercatori nell’articolo,“(…) i materiali morbidi usati per la loro costruzione sono molto suscettibili ai danni, come tagli e perforazioni causate da oggetti appuntiti presenti negli ambienti non controllati e imprevedibili in cui operano.”
>>> Soft robots can be used to move across rough terrain or enter spaces through tiny cross sections.
I robot morbidi possono essere usati per spostarsi su terreni accidentati o per entrare in degli spazi attraverso piccolissime sezioni trasversali.
When in contact with another objects, soft actuators can adapt their shape, making them good candidates for grippers that have to handle soft objects, such as fruit or vegetables.
Quando entrano in contatto con altri oggetti, degli attuatori morbidi possono adattare la loro forma, il che li rende buoni candidati come pinze per maneggiare oggetti morbidi, come frutta o verdura.
A vast part of soft robotics is pneumatic-actuated making over-pressuring is a common cause of damage.
Una grande parte della robotica morbida è ad attuazione pneumatica, e per questo la pressione eccessiva è una causa comune di danneggiamento.
To maximise the potential benefits of such robotics while trying to minimise the cost and time wasted by their susceptibility to damage, (soft pneumatic robotics commonly experience perforations and leaks due to excessive pressures or wear during operation), the team constructed their soft robotics entirely out of self-healing elastomers.
Per massimizzare i potenziali benefici di questi robot cercando allo stesso tempo di ridurre al minimo i costi e il tempo perso a causa della loro vulnerabilità ai danni, (la robotica morbida pneumatica normalmente subisce perforazioni e perdite a causa di pressione eccessiva o usura durante il funzionamento), il team ha costruito robot morbidi interamente fatti di elastomeri autoriparanti.
Researchers used Diels-Alder polymers in their construction to develop three applications of self-healing soft pneumatic actuators (a soft hand, a soft gripper, and artificial muscles).
I ricercatori hanno usato polimeri Diels-Alder nella loro costruzione per sviluppare tre applicazioni di attuatori pneumatici morbidi autoriparanti (una mano morbida, una pinza morbida e muscoli artificiali).
Using these soft materials, an inherent compliance is created, which is comparable to the biological compliance of natural organisms.
Usando questi materiali morbidi, si crea una conformità inerente, che è paragonabile alla conformità biologica degli organismi naturali.
The manufacturing method of the actuators exploits the self-healing behavior of the materials, these polymers were given the ability to heal microscopic and macroscopic damage, first recovering their original forms and then healing thoroughly.
Il metodo di produzione degli attuatori sfrutta il comportamento autoriparante dei materiali, questi polimeri sono stati provvisti dell’abilità di riparare danni microscopici e macroscopici, recuperando prima le loro forme originali per poi ripararsi completamente.
The team decided on the three applications as they have the widest scope:
Il team ha deciso per le tre applicazioni perché hanno la portata più ampia:
a soft hand, interesting to the team since these would be used in social robots, active in dynamic environments that have not been pre-programmed.
una mano morbida, interessante per il team perché sarebbe usata nei robot sociali, attivi in ambienti dinamici che non sono stati pre-programmati.
As such they are likely to encounter sharp objects, such as metal edges, shattered glass, sharp plastics, or just the edge of a piece of paper.
In quanto tali è probabile che incontrino oggetti appuntiti, come punte di metallo, vetri rotti, plastica tagliente o semplicemente l’estremità di un pezzo di carta.
Secondly they worked on a soft pneumatic gripper which could be used to handle delicate objects in sorting and packing lines for example in fruit and vegetable sorting where sharp twigs can be a hazard.
In secondo luogo hanno lavorato su una pinza pneumatica morbida che si potrebbe usare per maneggiare oggetti delicati in linee di smistamento e imballaggio, per esempio frutta e verdura, dove oggetti appuntiti possono causare danni.
The third application was the contractive pneumatic artificial muscles often used to integrate compliance in robotic systems.
La terza applicazione riguardava muscoli artificiali morbidi in grado di contrarsi spesso usati per integrare la conformità nei sistemi robotici.
These can produce high levels of force but this requires overpressure that can lead to increased wear and the formation of punctures and leaks.
Questi possono produrre alti livelli di forza, ma questo richiede una sovrapressione che può portare a una maggiore usura e alla formazione di buchi e perdite.
The researchers managed to achieve realistic macroscopic damage that could be healed entirely using a mild heat treatment.
I ricercatori sono riusciti a raggiungere un danno macroscopico realistico che poteva essere riparato completamente usando un leggero trattamento a base di calore.
In all three applications, damage could be healed entirely using a self-healing (SH) procedure requiring mild heat (80°C).
In tutte e tre la applicazioni, si poteva riparare il danno completamente usando una procedura di autoriparazione che richiede un calore leggero (80 °C).
No weak spots were created at the location of the scar, and the actuator performances were almost entirely recovered after every healing cycle.
Non si sono creati punti deboli nel punto della cicatrice e le prestazioni dell’attuatore erano quasi completamenente recuperate dopo ogni ciclo di riparazione.
SH materials are a relatively recent phenomenon;
I materiali autoriparanti sono un fenomeno relativamente recente;
the term first emerged in 2001.
il termine è infatti apparso per la prima volta nel 2001.
Applications now include coatings on mobile phones that can self-repair scratches;
Tra le applicazioni adesso ci sono i rivestimenti per i telefoni cellulari in grado di autoriparare i graffi;
the car industry is also making use of the materials.
e anche l’industria automobilistica fa uso di questi materiali.
There are promising indications for their application in the aerospace sector and stretchable SH films are being developed with high potential for artificial skin applications.
Ci sono indicazioni promettenti per la loro applicazione nel settore aerospaziale e si stanno sviluppando pellicole autoriparanti elastiche con grandi potenzialità per essere usate nella pelle artificiale.
The SPEAR (Series-Parallel Actuators for Robotics) project is setting out to answer all the research challenges and explore the frontiers of this new application, leading to a tremendous impact on all engineered, actuated systems, especially in robotics.
Il progetto SPEAR (Series-Parallel Actuators for Robotics) si propone di dare una risposta a tutte le difficoltà della ricerca e di esplorare le frontiere di questa nuova applicazione, che avrà un impatto enorme su tutti i sistemi artificiali attuati, specialmente nel campo della robotica.
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Source: Based on project information and media reports
Fonte: Sulla base di informazioni diffuse dal progetto e segnalazioni dei media