Robot lumaca ispirati alla collaborazione animale

Robot lumaca ispirati alla collaborazione animale
I robot possono scalare edifici o superfici verticali singolarmente, o unirsi per manipolare oggetti o coprire terreni impegnativi. (Zhao et al., Nature Communications, 2024 (CC BY 4.0))

Il potere collaborativo del mondo animale si manifesta in modi sorprendenti: dalle orche che formano team alle api che condividono conoscenze, fino alla forza dei numeri che caratterizza un grande stormo. Ispirandosi a questa dinamica degli sciame animali, i ricercatori hanno progettato lumache robot in grado non solo di muoversi sul terreno, ma anche di cooperare per superare ostacoli più complessi.

Prendendo spunto dalle lumache terrestri di giada bianca, il team ha sviluppato un gruppo di robot simili a lumache, capaci di arrampicarsi su qualsiasi superficie. Questi robot operano in due modalità: la modalità libera permette loro di spostarsi utilizzando leggere piste di gomma, mentre la modalità forte li vede impiegare ventose simili a quelle di un aspirapolvere per aderire tra loro e superare ostacoli più impegnativi.

Di solito, i test dei robot avvengono in ambienti interni e le loro capacità sono limitate nel superare terreni difficili all’esterno. Inoltre, i robot sciame esistenti solitamente si connettono solo in un punto, limitando le loro prestazioni. Le lumache terrestri, invece, grazie al loro unico piede, sono in grado di attraversare terreni impervi e arrampicarsi su superfici verticali.

Il team di ricerca si è ispirato a queste caratteristiche uniche delle lumache terrestri per sviluppare un robot in grado di aderire a più punti del guscio di un altro robot, mantenendo la capacità di arrampicarsi su terreni difficili anche individualmente. Per fare ciò, è stato creato un connettore per lo sciame di robot lumaca, ispirato all’adesione del muco e alla forza di suzione delle vere lumache.

I robot sono dotati di adesione magnetica per collegarsi ai gusci degli altri robot e di ventose per un attacco più sicuro, noto come attacco a doppia modalità. Nella modalità libera, la ventosa non viene utilizzata, consentendo al robot di muoversi autonomamente sulle proprie piste. Tuttavia, nella modalità forte, la ventosa viene attivata per mantenere uniti due robot.

Grafico che mostra l'ispirazione per i robot lumaca con fotografie di lumache reali. La metà inferiore si concentra sulle tracce e sul piede della lumaca e del robot.
L’ispirazione dietro il design del robot.
Zhao et al., Nature Communications, 2024 (CC BY 4.0)

I robot lumaca sono dotati di magneti incorporati nelle piste per il movimento, che consentono loro di aderire al guscio di un altro robot. Questo processo può ripetersi più volte con diversi robot, permettendo loro di collaborare come uno sciame per superare fossati e costruire ponti con se stessi.

Il team di ricerca ha suggerito che questi robot potrebbero trovare impiego in situazioni di ricerca e soccorso, o nel monitoraggio ambientale. L’articolo che descrive questa innovativa tecnologia è stato pubblicato su Nature Communications.

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