milliDelta: un piccolo robot con prestazioni da gigante

Realizzato dai ricercatori di Harvard è un robot delta in dimensioni mini, solo 15 x 15 x 15 mm, in grado di operare con grande precisione e con una velocità 20 volte superiore rispetto ai suoi "fratelli maggiori"

Precisione micrometrica e alta velocità si trovano perfettamente combinati in milliDelta, un robot in miniatura progettato da un team di ricercatori del Wyss Institute for biologically inspired engineering dell’Università di Harvard.

Il nuovo arrivato appartiene alla famiglia dei robot delta, ovvero robot paralleli dotati di tre bracci collegati tra loro, che da tempo si sono fatti apprezzare proprio per le loro caratteristiche di velocità e precisione e che vengono utilizzati con successo in diversi settori industriali. Caratteristiche che gli ingegneri da tempo si sono sforzati di riprodurre in robot Delta sempre più piccoli, in grado di operare in spazi di lavoro limitati.

Tentativi però rimasti senza esito quando si è tentato di creare robot Delta in scala millimetrica, almeno fino a ora. Gli scienziati americani sono infatti riusciti a superare l’ostacolo, mettendo a punto un robot dalle dimensioni di soli 15 x 15 x 20 mm capace di garantire un’elevatissima velocità e precisione nelle operazioni.

La sfida della miniaturizzazione

La sfida verso la miniaturizzazione è stata vinta grazie all’integrazione di una particolare tecnica di microfabbricazione, inventata dal team di Harvard guidato da Robert Wood e ispirata agli origami, con materiali compositi ad alte prestazioni che possono incorporare articolazioni e attivatori di flessione.

Il risultato di questo lavoro, presentato su Science Robotics, è milliDelta in grado di operare con precisione micrometrica ad alta velocità e utilizzabile per una vasta gamma di compiti di micromanipolazione sia nella produzione industriale sia in applicazioni medicali.

Più nello specifico la struttura del robot è realizzata in laminato composito con giunti di curvatura che si avvicinano alle articolazioni più complesse presenti nei robot Delta di dimensioni maggiori. Il segreto della sua velocità è invece legato al peso estremamente lieve dei suoi bracci, attivati da attuatori piezoelettrici che fanno espandere e contrarre rapidamente il materiale. Una soluzione che gli consente di raggiungere la frequenza di 75 Hz, ovvero un valore superiore di 15-20 volte rispetto a quanto sono in grado di fare i suoi “fratelli maggiori” utilizzati nell’industria. Ecco il video che lo mostra in azione

Perfetto per le micromanipolazioni

Ma la squadra di ricercatori ha anche dimostrato che milliDelta può operare in uno spazio di lavoro di circa 7 millimetri cubici e che può applicare forze ed esibire traiettorie che, insieme alle sue alte frequenze, potrebbero renderlo ideale per micromanipolazioni in diversi processi industriali, ma anche in campo medico. E proprio quest’ultimo appare molto interessante. Il robot potrebbe essere impiegato per eseguire interventi chirurgici microscopici, come la microchirurgia retinica sull’occhio umano.

Proprio per valutare queste possibilità i ricercatori hanno fatto dei primi tentativi utilizzando il robot come un dispositivo per cancellare il tremore della mano di un chirurgo con ottimi risultati. Ritengono anche che robot specializzati milliDelta potrebbero essere aggiunti a dispositivi robotici esistenti, o essere sviluppati come dispositivi autonomi come piattaforme per la manipolazione di cellule nei laboratori di ricerca e clinici.

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