(Foto via Pixabay)
E se potessimo avere dei computer di gomma? Fantascienza? Non proprio, come raccontano alcuni ricercatori dell’Università di Harvard, che hanno realizzato dei robot soft dotati di circuiti morbidi. I circuiti interni di questi robot sono fatti di gomma e silicone e sfruttano variazioni di pressione piuttosto che la corrente elettrica come segnali. In questo modo, gli scienziati hanno realizzato i primi robot completamente soft. I risultati sono stati pubblicati su Pnas.
I robot soft sono una realtà già da diversi anni. Si tratta di macchine costruite con materiali soffici, come le gomme siliconiche, che permettono di svolgere operazioni delicate senza la necessità di un intervento umano. Nelle catene di montaggio, i robot soft afferrano frutta, verdura, bottiglie, nei laboratori vengono usati per prendere pesci, topi, persino insetti. Tuttavia, la maggior parte della robotica soft è composta di sì di estremità morbide, ma anche di parti dure (hardware) quasi impossibili da eliminare. Un esempio sono le valvole metalliche o i circuiti interni tramite i quali il robot riceve le istruzioni per attivarsi. Tuttavia, i robot soft in genere richiedono hardware più semplici rispetto ai robot metallici. Per come sono costruiti, i robot soft non possono applicare più di una certa forza e quindi non hanno bisogno di istruzioni complesse. Spesso, è sufficiente un interruttore che permetta al robot di compiere un movimento elementare come alzarsi/abbassarsi o prendere/lasciare. I ricercatori di Harvard quindi, hanno pensato a un sistema che consenta ai robot di compiere istruzioni elementari senza materiali duri. La sfida è stata quella di costruire robot soft dotati di circuiti interni altrettanto soft. Per farlo gli scienziati hanno realizzato dei dispositivi di gomma in grado di effettuare operazioni di logica digitale. Un primo abbozzo di computer di gomma.
Tutti i circuiti digitali, anche un semplice interruttore, sono costruiti con metalli, plastica e altre parti dure. Questi circuiti servono a riprodurre la logica digitale basata su due segnali: se la corrente è alta il segnale è 1, se è bassa vale 0. Per realizzare la logica digitale sono necessarie le porte logiche come NOT, AND e OR. Ad esempio, l’operazione NOT inverte il segnale di ingresso: se l’input è 1 l’output sarà 0 e viceversa. I ricercatori hanno realizzato porte logiche di gomma basate su tubi di silicone che sfruttano dei cambiamenti di pressione come segnali. Tornando quindi all’esempio della porta NOT, se l’input è alta pressione, in output si avrà bassa pressione e viceversa. È proprio il sistema sfruttato dal robot-pesce messo a punto dai ricercatori: un rudimentale sensore di pressione misura bassa pressione in superficie e fa immergere il robot, che risale quando si trova sul fondo poiché il sensore misura alta pressione. Il robot è in grado anche di risalire a comando se si preme un pulsante esterno, che fa aumentare artificialmente la pressione. “Simuliamo il processo di un computer elettronico usando solo materiali morbidi e segnali di pressione” ha spiegato Daniel J. Preston, primo autore della ricerca, “con tre porte logiche è possibile replicare qualunque processo di un computer elettronico”.
Il team di Preston non è il primo ad aver sviluppato robot completamente soft: un esempio è il robot-piovra, dotato di circuiti microfluidici che gli permettevano di sollevare e abbassare i tentacoli. I circuiti microfluidici però, sono meno efficienti di quelli ad aria e spesso sfruttano materiali duri come plastica dura o vetro. I robot di Preston e soci sfruttano canali più grandi (circa 1 millimetro) che permettono un flusso d’aria più rapido.
I robot completamente soft potrebbero avere diversi vantaggi. Nelle catene di montaggio, come quelle che assemblano automobili, le macchine metalliche vanno a velocità e potenze fissate. Gli incidenti con questo genere di robot possono avere effetti catastrofici, mentre con i robot soft questo problema non ci sarebbe. Un altro vantaggio riguarda il fatto di non avere un’elettronica. In situazioni in cui la macchina è sottoposta a forti radiazioni, come in casi di incidenti con centrali nucleari, nello spazio, nelle macchine per la risonanza magnetica, l’elettronica va in tilt, mentre questo non rappresenterebbe un problema per i circuiti ad aria. In generale i robot soft sono più leggeri ed economici da produrre. Potrebbero essere utili in situazioni di emergenza ambientale o su terreni accidentati, poiché sono più difficili da danneggiare. Inoltre, è possibile disegnare questo tipo di robot con materiali trasparenti, in modo che siano completamenti invisibili in acqua. In futuro, Preston e colleghi sperano di realizzare un robot completamente invisibile a occhio nudo o ai sonar: “E’ solo questione di trovare il materiale giusto” ha detto Preston.
Riferimenti: Harvard University
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Computer semplici con più informazioni esatte. La cresita della domanda è tanta come quella dell'offerta. Grazie al 2019, nei primi mesi, a discapito di ciò che dicono le previsioni tutti i lavori sono in crescita e lo saranno ancora di più nei prossimi anni. I computer sono importanti per i disabili e per tutti per regalare esperienze positive in un mondo in crisi di valori fortissima.
Concorsi gratis anche per racconti e romanzi sono ben accetti da tante associazioni per pubblicare antologie e questi dovrebbero essere comunque accessibili a qualsiasi età, a partire dai 9 fino ad arrivare agli 80. Lo si fa già, però andrebbero incentivati. In tutti i settori i robot sono utili. Possomo creare incidenti ma se perfezionati con materiali semplici e trasparenti possono recare dei miglioramenti in educazione, edilizia, digitale, riabilitazione ecc.