Droni mutaforma, la nuova frontiera della guerra moderna

La ricerca del team Bartlett della Virginia Tech pubblicata su Science Robotics

Un drone funzionale che si trasforma autonomamente da un veicolo terrestre ad aereo. E anche un piccolo sottomarino dispiegabile per recuperare oggetti dal fondale. Sono i modelli realizzati dal team della Virginia Polytechnic Institute and State University guidato da Michael Bartlett, professore di ingegneria meccanica. Il risultato delle loro ricerche è stato pubblicato su Science Robotics.

Come si crea un materiale che cambia forma?

La natura è ricca di organismi che cambiano forma per svolgere diverse funzioni: il polpo si rimodella per muoversi, gli esseri umani flettono i muscoli per sostenere i carichi e mantenere la forma e le piante si muovono per catturare la luce solare durante il giorno.
Ma come si crea un materiale che ottenga queste funzioni per abilitare nuovi tipi di robot multifunzionali?
A rispondere sono i ricercatori della Virginia Tech: “Quando abbiamo iniziato il progetto, volevamo un materiale che potesse fare tre cose: cambiare forma, mantenere quella forma e quindi tornare alla configurazione originale”, in più avrebbe dovuto farlo “in molti cicli”, ha affermato Bartlett.
“Una delle sfide era ottenere un composito che fosse abbastanza morbido da cambiare radicalmente forma, ma anche abbastanza rigido da creare macchine adattabili in grado di svolgere diverse funzioni”. Per creare una struttura che potesse essere trasformata, il team si è rivolto al kirigami, l’arte giapponese di creare forme con la carta, tagliandola. Osservando quei modelli kirigami nelle gomme e nei compositi, il team è stato in grado di costruire un materiale composto da un motivo geometrico ripetuto.
I ricercatori avevano poi “bisogno che il composito mantenesse la forma ma consentisse di cancellarla su richiesta, e quindi hanno introdotto un endoscheletro costituito da una lega a basso punto di fusione (LMPA) incorporata all’interno di una pelle di gomma”.
Normalmente, quando un metallo viene allungato troppo, resta così in modo permanente, incrinato o allungato in una forma fissa e inutilizzabile. Tuttavia, con questo metallo speciale incorporato nella gomma, i ricercatori hanno trasformato questo tipico meccanismo di rottura in un punto di forza.
Una volta allungato, questo composito mantiene rapidamente la forma desiderata, perfetta per materiali morbidi con morphing che possono diventare istantaneamente portanti.

A cosa servirà?

“Le applicazioni per questa tecnologia sono infinite e e in via di sviluppo”. Guardando al futuro, i ricercatori immaginano che “i compositi morphing svolgano un ruolo nel campo emergente della robotica morbida per creare macchine in grado di svolgere diverse funzioni e autorigenerarsi dopo essere state danneggiate”.
Mini droni in grado di ambientarsi grazie alla loro capacità di auto-adattamento e quindi volare, immergersi nell’acqua e nuotare. La nuova frontiera della guerra moderna.

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