Prosegue l’umanizzazione dei robot, rivestiti di pelle “vivente” o con sensori tattili

14 Giugno 2022

Il processo di “umanizzazione” dei robot passa anche dal loro aspetto.
In Giappone è stato realizzato un dito robotico interamente rivestito da pelle umana “vivente”: elastica e idrorepellente, è perfino capace di rigenerarsi per riparare eventuali ferite con l’aiuto di un cerotto di collagene.
Il risultato è pubblicato sulla rivista Matter dai ricercatori dell’Università di Tokyo.
“Il dito appare un po’ sudato appena fuori dal mezzo di coltura”, afferma Shoji Takeuchi, tra gli autori dello studio. “Siccome è mosso da un motore elettrico, è interessante sentire i suoi rumori in armonia con un dito che sembra vero”.
Finora la pelle dei robot è stata realizzata in silicone, un materiale che non riproduce perfettamente la trama più fine della pelle né le sue funzioni specifiche.
Sono stati fatti vari tentativi per produrre fogli di pelle vivente con cui ricoprire i robot, ma hanno avuto scarso successo per la difficoltà di adattarli a strutture dinamiche e superfici irregolari come quelle dei robot.
Il gruppo giapponese ha dunque provato un approccio differente, immergendo il dito robotico in una soluzione fatta di collagene e cellule del tessuto connettivo umano (fibroblasti). Una volta che questa miscela si è attaccata al dito, come una sorta di primer, ha formato una base uniforme su cui poi è stato deposto un altro strato di cellule dell’epidermide (i cheratinociti) che ha conferito alla pelle del dito robotico la stessa consistenza della pelle umana e perfino la sua stessa capacità di fare barriera trattenendo l’umidità. La pelle così ottenuta è sufficientemente elastica da rimanere adesa al dito robotico e adattarsi ai suoi movimenti: in caso di lesione può anche auto-ripararsi, con l’aiuto di una medicazione a base di collagene. Ovviamente è più delicata della pelle naturale e per sopravvivere ha bisogno di un sistema che fornisce nutrienti e rimuove i prodotti di scarto mimando la funzione dei vasi sanguigni. I ricercatori però sono già al lavoro per risolvere questi problemi e dotare la pelle di nuovi elementi, come neuroni sensoriali, follicoli piliferi, unghie e ghiandole sudoripare.
LA PELLE ARTIFICIALE DOTATA DI SENSORI PER IL TATTO
Il tema della “pelle” è al centro anche di un altro progetto, finalizzato ad affiancare i robot agli umani nelle fabbriche, per svolgere i compiti più gravosi, riducendo il rischio di infortuni. Oppure opereranno negli ospedali, permettendo al chirurgo di “sentire” gli organi sotto i ferri anche a migliaia di chilometri di distanza. E magari entreranno nelle nostre case, per aiutarci a fare le pulizie o per sollevare con delicatezza gli anziani allettati.
Sono i robot collaborativi, che si vestono di una nuova pelle artificiale, dotata di sensori tattili capaci di localizzare e rilevare l’intensità della forza di contatto, proprio come fanno i recettori della pelle umana.
Il risultato è pubblicato sulla rivista Nature Machine Intelligence nello studio coordinato dall’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia (Iit), le Università Sapienza di Roma, Campus Bio-Medico di Roma e Ca’ Foscari Venezia, con il Centro di Competenza Artes 4.0.
“Per la prima volta abbiamo dimostrato la capacità di sensorizzare un’area estesa e dalla geometria complessa che copre tutto l’arto robotico, grazie a sensori che offrono una raffinata risoluzione nella localizzazione del punto di contatto e nella misura dell’intensità della forza con cui il robot interagisce con l’ambiente”, spiega Calogero Oddo, professore dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e coordinatore scientifico dello studio. “Questa capacità è la stessa che permette alla nostra pelle di riconoscere e seguire una formica che ci cammina sul braccio: un’abilità che aiuterà i robot a interagire in maniera sempre più sicura con gli umani, gli oggetti e l’ambiente circostante, nell’industria 4.0 così come negli ospedali e nelle nostre case”.
Il posizionamento dei sensori all’interno della pelle artificiale si basa sull’intelligenza fisica: affinché “si parlino tra loro” tramite la pelle stessa, devono essere posizionati a una certa distanza e profondità, mentre l’interpretazione del segnale prodotto impiega l’intelligenza artificiale.

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