Sfruttando i principi dell'antica arte giapponese per piegare la carta è possibile creare lastre di materiali a memoria di forma che, sottoposte a una particolare sollecitazione, iniziano a piegarsi fino a raggiungere la forma voluta. Grazie a circuiti elettronici e attuatori precedentemente inseriti nelle lastre, questi manufatti possono poi eseguire diversi compiti. Robot di questo tipo sarebbero utili per operare in posti non raggiungibili con un macchinario già montato.
Un “lastra” che può piegarsi da sola per assumere la forma di un robot in grado di strisciare e girarsi è stata realizzata da un gruppo di ricercatori della Harvard University e del Massachusetts Institute of Technology che si sono ispirati all'antica arte giapponese dell'origami. La progettazione di macchine funzionali auto-pieganti potrebbe essere particolarmente utile in situazioni in cui è difficile o impossibile portare in loco un macchinario già montato o montarlo sul posto perché, per esempio, è raggiungibile solo attraverso passaggi molto stretti, come tubature, gallerie o pertugi fra macerie.
Per ottenere questo risultato – descritto in un articolo pubblicato su “Science” - Samuel Felton e colleghi hanno sono partiti da un polimero a memoria di forma, un materiale che, dopo essere stato deformato, è in grado di tornare alla propria conformazione originaria quando viene scaldato (o sottoposto a qualche altro tipo di sollecitazione, a seconda del polimero impiegato).
I ricercatori hanno realizzato una lastra di un materiale che tende naturalmente ad accartocciarsi e quindi vi hanno impresso delle linee di piegatura di differente resistenza, inserendo alcune cerniere disposte in modo che la lastra, quando viene indotta ad accartocciarsi, alla fine assuma la forma voluta. In questo modo sono stati anche stabiliti dei contatti fra i circuiti elettronici inseriti nel polimero che si sono attivati e hanno messo in azione gli attuatori, miniscoli motorini che hanno fatto spostare tutta la struttura. La lastra di polimero si è così trasformata in un piccolo robot.
Questi robot – sottolineano i ricercatori - possono essere realizzati rapidamente e a costi molto contenuti, data l'economicità dei polimeri di partenza, e la possibilità di tagliare, piegare e aggiungere cerniere con una comune tagliatrice laser. Il problema più complesso è lo studio della corretta sequenza di piegature necessaria a ottenere il risultato voluto, una sfida che i ricercatori hanno vinto sviluppando un apposito software chiamato "Origamizer".
All'origami si sono ispirati anche Jesse Silverberg e colleghi della Cornell University, che in un altro articolo pubblicato sullo stesso numeri di “Science” hanno mostrato come piegare fogli di diversi materiali per alterarne le proprietà strutturali (in particolare quelle meccaniche) attraverso l'aggiunta o l'eliminazione di specifici “difetti”. In questo modo i ricercatori della Cornell hanno creato un materiale leggero e ultraresistente le cui caratteristiche sono regolabili in base alle necessità d'impiego. Questa ricerca verrà presentata al sesto convegno internazionale su Origami in Science, Mathematics and Education, che si terrà dal 10 al 13 agosto a Tokyo.
FONTE:
le scienze.it
