Un braccio robotico tentacolato per maneggiare oggetti fragili

Nel cercare di sviluppare un braccio robotico che sia altrettanto efficiente di quello umano, la maggiore difficoltà risiede nella precisione e nella delicatezza della mano e del braccio umano, soprattutto nell’afferrare e maneggiare oggetti fragili o di forme particolari.

Un braccio robotico ispirato alle creature marine

Per cercare di risolvere questo problema, un team di ricercatori della John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences di Harvard ha tratto ispirazione dai tentacoli di alcuni animali marini, creando il primo braccio robotico tentacolato.

Il braccio robotico oggetto di questa ricerca trae infatti la sua ispirazione da animali marini come polpi e meduse, con gruppi di lunghi tentacoli e filamenti per intrappolare le loro prede o, in questo caso, afferrare delicati oggetti.

Il motivo per cui si è scelto di ispirarsi ai tentacoli per creare una mano robotica efficiente quasi come quella umana, risiede proprio nel loro design così semplice. È infatti incredibilmente difficile replicare la complessità di struttura e abilità della mano umana. Mentre invece i tentacoli, sono più semplici e comunque efficienti, ed è proprio questa la chiave alla base del design di questo braccio robotico.

Gruppi di tentacoli che si arricciano attorno agli obiettivi

I tentacoli artificiali sono costituiti da tubi di gomma lunghi circa 30 cm e con un lato leggermente più spesso dell’altro. A riposo i tentacoli artificiali della mano robotica sono flosci e apparentemente senza vita, ma quando si attivano, in essi viene pompata aria. Aumentando la pressione interna, i tentacoli si gonfiano e si arricciano.

L’azione di curling, ovvero il modo in cui i tentacoli si arricciano quando attivati, è quasi del tutto casuale. Questo significa che, se un solo tentacolo dovesse afferrare un oggetto è possibile anche che manchi il bersaglio. Per far si che il braccio robotico non manchi il colpo, i ricercatori hanno deciso di utilizzare un gruppo di tentacoli. In questo modo è quasi garantito che almeno alcuni di questi si avvolgeranno attorno all’oggetto mentre si arricciano. Inoltre maggiore è il numero di tentacoli che si avvinghiano all’obiettivo, più forte sarà la presa.

Se infatti una presa collettiva da parte del gruppo di tentacoli porta ad una presa stabile su un oggetto, individualmente invece ogni tentacolo ha una presa relativamente debole. Questo per evitare che si corra il rischio di danneggiare gli oggetti fragili. Per lasciare la presa sugli oggetti invece, sarà sufficiente il solo rilascio dell’aria all’interno dei tentacoli.

Alcuni piccoli accorgimenti per rendere operativo il braccio robotico tentacolato

Dopo i diversi test effettuati per comprendere quale sia il funzionamento del prototipo nella vita reale, i ricercatori hanno stabilito che questo nuovo tipo di braccio robotico potrebbe essere un’alternativa efficace a ciò che viene utilizzato oggi per la manipolazione, anche industriale, di oggetti delicati come le piante, la frutta e la verdura, o oggetti fragili come quelli in vetro.

Al momento il prototipo presenta ancora alcuni piccoli problemi che dovranno essere risolti prima che il braccio meccanico sia ufficialmente commercializzato. Al momento infatti il problema maggiore è il rilascio degli oggetti. Il movimento casuale dei tentacoli infatti significa che gli oggetti che sono stati raccolti non possono essere rimessi a posto con precisione ed accuratezza, un problema se si intende maneggiare oggetti delicati.

Ph. Credit: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences