Gli ingegneri dell’Università della California di San Diego hanno costruito Squidbot, un robot simile a un calamaro che nuota autonomamente producendo getti d’acqua. Il robot può essere equipaggiato con un sensore, come una videocamera, per l’esplorazione subacquea.
Per costruire Squidbot gli scienziati hanno ricreato tutte le caratteristiche chiave che i calamari usano per il nuoto ad alta velocità. Il risultato è il primo robot autonomo che può generare impulsi a getto per la locomozione rapida come il calamaro cambiando la sua forma del corpo, il che ne migliora l’efficienza del nuoto.
Il robot è realizzato principalmente con materiali morbidi come il polimero acrilico, con poche parti rigide, stampate in 3D e tagliate al laser. L’uso di robot morbidi nell’esplorazione subacquea è importante per proteggere pesci e coralli, che potrebbero essere danneggiati da robot rigidi. Ma i robot morbidi tendono a muoversi lentamente e hanno difficoltà di manovra.
Il team di ricerca si è rivolto ai cefalopodi come buon modello per risolvere alcuni di questi problemi. I calamari, ad esempio, possono raggiungere le velocità più elevate tra gli invertebrati grazie ad un meccanismo di propulsione a getto.
Squidbot immagazzina un volume d’acqua nel suo corpo flettendo la pelle e le costole. Poi rilascia questa energia comprimendo il suo corpo e genera un getto d’acqua per la propulsione.
A riposo, il robot calamaro ha la forma di una lanterna di carta con costole flessibili, che agiscono come molle, lungo i suoi lati. Le costole sono collegate a due piastre circolari ad ogni estremità del robot. Una di queste è collegata a un ugello che prende l’acqua e la espelle quando il corpo del robot si contrae. L’altra piastra può portare una telecamera stagna o un diverso tipo di sensore, per raccogliere fotografie o vari parametri biologici, chimici o fisici.
Gli ingegneri hanno testato il robot in una vasca dell’acquario di San Diego presso la Scripps Institution of Oceanography.
Squidbot era capace di manovrare regolando la direzione dell’ugello, e di muoversi a una velocità di circa 18-32 centimetri al secondo (circa mezzo miglio all’ora), cioè più veloce della maggior parte degli altri robot morbidi.
La dimensione e la forma ottimale dell’ugello che spinge il robot sono fattori chiave per la velocità e per la capacità di manovrare. Esperimenti sono stati condotti anche su come l’energia può essere immagazzinata nella componente elastica del corpo e della pelle del robot, e poi rilasciata per generare un getto.
Veloce, efficiente e flessibile, come Zero Pixel.
Per chi volesse saperne di più:
Caleb Michael Christianson, Yi Cui, Michael Ishida, Xiaobo Bi, Qiang Zhu, Geno Pawlak, Michael T. Tolley. Cephalopod-inspired robot capable of cyclic jet propulsion through shape change. Bioinspiration & Biomimetics, 2020; DOI: 10.1088/1748-3190/abbc72
