Con l'aiuto di una nuova tecnologia, i ricercatori dell'ETH di Zurigo sono riusciti per la prima volta a stampare in una sola volta una mano robotica con ossa, legamenti e tendini realizzati con diversi polimeri. Questo processo potrebbe rivoluzionare la tecnologia di costruzione dei robot. Potrebbero arrivare soluzioni fantascientifiche. Chiunque abbia visto la serie HBO Westworld difficilmente dimenticherà il titolo principale, in cui venivano prodotti materiali sintetici che imitavano i tessuti umani fino ad arrivare a creature completamente simili all'uomo, gli androidi. Sembra che i ricercatori svizzeri e americani abbiano intrapreso questa strada.

Solo una mano robotica

“Non avremmo potuto realizzare questa mano con i poliacrilati a indurimento rapido utilizzati finora nella stampa 3D. Ora utilizziamo polimeri tiolene a polimerizzazione lenta. Questi hanno proprietà molto buone, sono flessibili e dopo la piegatura ritornano allo stato originale molto più velocemente dei poliacrilati”, spiega Thomas Buchner, ricercatore dell'ETH e primo autore dello studio pubblicato sulla rivista Nature, che lavora nel gruppo di robotica guidato dal professore Robert Katzschmann. 

Ciò rende i polimeri tiolene ideali per la produzione di fasce flessibili per bracci robotici. Inoltre, la rigidità dei tioli può essere regolata con precisione per soddisfare i requisiti dei robot morbidi. “I robot realizzati con materiali morbidi, come la mano che abbiamo sviluppato, presentano vantaggi rispetto ai robot tradizionali realizzati in metallo. Poiché sono morbidi, c'è meno rischio di lesioni quando si lavora con le persone e sono più adatti alla movimentazione di merci fragili”, ha spiegato Katzschmann.

Scansionare invece di raschiare

Le stampanti 3D tipicamente producono oggetti a strati: gli ugelli depositano un materiale specifico in forma viscosa in ogni punto e una lampada UV poi indurisce istantaneamente ogni strato. I metodi precedenti richiedevano uno strumento per raschiare via le irregolarità della superficie dopo ogni fase di polimerizzazione. Funziona solo con i poliacrilati a polimerizzazione rapida. I polimeri a polimerizzazione lenta come i tioli e gli epossidici ostruirebbero il raschiatore.

Per utilizzare polimeri a polimerizzazione lenta, i ricercatori hanno migliorato la stampa 3D con uno scanner laser 3D che ispeziona istantaneamente ogni strato stampato, alla ricerca di irregolarità superficiali.

“Un meccanismo di feedback compensa queste irregolarità durante la stampa dello strato successivo, calcolando in tempo reale e con precisione gli aggiustamenti necessari alla quantità di materiale da stampare”, ha spiegato Wojciech Matusik, professore al Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Boston e coautore dello studio.

Compensazione immediata

Ciò significa che invece di livellare gli strati irregolari, la nuova tecnologia ne tiene semplicemente conto durante la stampa dello strato successivo. Inkbit, una società spin-off del MIT, è stata responsabile dello sviluppo della nuova tecnologia di stampa. Secondo il sito di notizie dell’università, i ricercatori dell'ETH di Zurigo hanno sviluppato una serie di applicazioni robotiche e hanno contribuito a ottimizzare la tecnologia di stampa per l'uso con polimeri a presa lenta. Ricercatori svizzeri e americani hanno ora pubblicato congiuntamente la tecnologia e le sue applicazioni campione su Nature.