Biorobotica, la chiave per il progresso è nella natura

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La biorobotica è una branca della robotica che si occupa dello sviluppo di macchine e dispositivi intelligenti ispirati alla natura e ai principi che la regolano. L’obiettivo dei ricercatori è replicare il meccanismo biologico di funzionamento di alcuni esseri viventi, compreso l’uomo, allo scopo di sfruttarne le caratteristiche per fini pratici. Sebbene sia una scienza giovane, sono già diversi i campi di applicazione della biorobotica. Le invenzioni più significative riguardano, in particolare, il settore medico-riabilitativo e quello ambientale.

Biorobotica, protesi robotiche ed esoscheletri

Da studi approfonditi sul rivestimento esterno degli artropodi è nata una generazione di robot per camminare, come l’esoscheletro per disabili, in grado di restituire mobilità a chi ha perso l’uso delle gambe. Utilizzati nella riabilitazione robotica, gli esoscheletri catturano e traducono in movimenti gli impulsi nervosi inviati ai muscoli, assicurando piena stabilità al paziente.

Restando nello stesso ambito, negli ultimi anni scienziati e ricercatori hanno messo a punto protesi robotiche che funzionano come arti veri. L’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa ha realizzato una mano robotica che risponde ai comandi del cervello mediante quattro elettrodi impiantati sui nervi del polso e dell’avambraccio. Un dispositivo analogo è stato sviluppato anche dall’Istituto Italiano di Tecnologia che entro il 2017 dovrebbe completare la fase di sperimentazione di SoftHand Pro, una mano robotica realizzata in 3D con il supporto dell’Inail.

Anche la gamba bionica ha lo stesso meccanismo di funzionamento e consente di muoversi in autonomia senza esoscheletri o stampelle. Un altro robot per camminare è il ginocchio bionico che tra le protesi robotiche è al momento la più accessibile dal punto di vista economico.

Biorobotica: insetti robot antidoto alle malattie e all’inquinamento

Possono curare le malattie, combattere l’inquinamento o esplorare zone difficili da raggiungere. Sono gli insetti robot: alcuni, come RoboBee, rischiano seriamente di rubare il lavoro alle api vere essendo capaci di impollinare i fiori. Altri – grilli, scarafaggi e gerridi robot – sanno nuotare e muoversi all’interno del nostro corpo per trattare le patologie del colon e dell’intestino o pulire i vasi sanguigni (puoi leggere in proposito anche l’articolo Pattuglie di nanobot per combattere il cancro e l’infarto).

Biorobotica, robot “morbidi” e robot vegetali

Uno dei settori più interessanti nel campo della biorobotica è la soft robotics, basata sull’utilizzo di materiali morbidi. Octopus (nella foto sopra) e Poseidrone ne sono un esempio: due polpi robot con braccia e tentacoli flessibili e veloci, progettati dall’Istituto di Biorobotica della Scuola Sant’Anna con il contributo di alcuni partner europei. Sinuosi come i cefalopodi cui si ispirano, Octopus e Poseidrone sono ancora in via di perfezionamento ma in futuro potrebbero essere impiegati in missioni di esplorazione marina e soccorso subacqueo.

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Ripulirà invece il suolo dall’inquinamento Plantoid, un tronco robotico con radici sensorizzate, ideato dai ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia nell’ambito di un progetto finanziato dall’Unione europea. Grazie alle sue caratteristiche, Plantoid potrebbe rivelarsi utile anche nella bonifica di terreni minati o nella ricerca del petrolio.

 

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