mCLARI, il robot mutaforma simile a un ragno di soli 2 cm

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L’Università del Colorado Boulder emerge nuovamente nell’arena dell’ingegneria con una rivelazione rivoluzionaria: mCLARI. Questa invenzione è un robot modulare che si distingue per la sua capacità di trasformazione passiva. Con una lunghezza di soli 2 centimetri, mCLARI può infilarsi in spazi angusti muovendosi in più direzioni, mostrando una versatilità senza precedenti. Il suo peso inferiore al grammo non limita la sua forza, poiché può sopportare carichi fino a tre volte superiori al proprio peso corporeo.

Questa ricerca significativa porta la firma di Kaushik Jayaram, professore assistente presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Paul M. Rady, insieme al dottorando Heiko Kabutz. L’importanza del loro contributo è stata riconosciuta con il premio per il miglior articolo sulla sicurezza, protezione e robotica di salvataggio conferito alla conferenza International Conference on Intelligent Robots and Systems 2023 di Detroit.

Dal CLARI al mCLARI

Il salto evolutivo dal CLARI, predecessore del mCLARI, è notevole. Il nuovo modello, ridotto del 60% in lunghezza e del 38% in massa, mantiene l’80% della capacità di attuazione del suo predecessore. Questo non ha solo ridotto le sue dimensioni ma ha triplicato la sua velocità, toccando i 60 millimetri al secondo, equivalenti a tre lunghezze del suo corpo ogni secondo. Il mCLARI, come il modello originale, si sposta in diverse configurazioni e adotta vari stili di corsa a molteplici frequenze.

Quest’ultima realizzazione nella miniaturizzazione è stata possibile attraverso tecniche innovative di design e fabbricazione di laminati ispirati agli origami, già applicate nel robot HAMR-Jr. Grazie a questo approccio, Jayaram e Kabutz hanno potuto perfezionare la scalabilità del loro progetto, ottimizzandolo per applicazioni nel mondo reale, come l’ispezione e la manutenzione di macchinari complessi, ad esempio i motori a reazione.

La destrezza manuale di Kabutz, paragonabile a quella di un chirurgo, è stata essenziale nella costruzione e nell’assemblaggio delle minuscole componenti del robot. La passione di Kabutz per la robotica, che lo ha accompagnato fin dai tempi del liceo, è culminata in questo progetto di ingegneria biometrica. La natura adattabile di questi robot consente dimensioni leggermente superiori senza compromettere la loro efficienza.

Questo offre vantaggi notevoli: i robot possono trasportare più peso, essere dotati di un maggior numero di sensori, avere una maggiore autonomia e stabilità. Jayaram sottolinea l’importanza di queste caratteristiche, che permettono al robot di infilarsi in spazi stretti all’occorrenza, come le aperture per ispezioni di motori a reazione.

Il lavoro del gruppo di Jayaram si concentra sull’applicazione dei principi biologici alla progettazione di sistemi ingegneristici utili alla società. Nel suo laboratorio, si possono trovare robot che imitano la morfologia di vari artropodi, inclusi scarafaggi e ragni, un’indagine volta a comprendere il movimento animale per trasferirlo nella robotica bioispirata. Questi avanzamenti promettono applicazioni future nelle operazioni di ricerca e salvataggio, nel monitoraggio ambientale e persino nell’assistenza durante procedure chirurgiche. Allo studio hanno contribuito anche Alex Hedrick e Parker McDonnell, dottorandi in ingegneria meccanica.