Afferratori robot in stile Spider-Man

Questi nuovi afferratori robot utilizzano la forza centrifuga di un anello d'acqua rotante ad alta velocità che gli consente di afferrare superfici ruvide e di sfidare la legge di gravità.

Unità di aspirazione del vuoto appositamente progettate consentono all'uomo di arrampicarsi sulle pareti. Tuttavia, i metodi tradizionali di aspirazione del vuoto e i precedenti dispositivi di aspirazione non riescono a mantenere l'aspirazione su superfici ruvide a causa di perdite di vuoto, che portano alla mancata aspirazione.

Ora, gli scienziati hanno sviluppato un'unità di aspirazione che può essere utilizzata su superfici ruvide, indipendentemente dalla trama, e che ha applicazioni nello sviluppo di robot da arrampicata e bracci robotici con capacità di presa.

Gli scienziati Xin Li (1) e Kaige Shi (2) hanno sviluppato un metodo con differenza di pressione zero (zero-pressure difference - ZPD) per migliorare lo sviluppo di unità di aspirazione a vuoto. Il loro metodo è risultato efficace grazie all'utilizzo di un anello d'acqua rotante ad alta velocità tra la superficie e la ventosa, che riesce mantenere il vuoto. La loro invenzione è descitta su Physics of Fluids, di AIP Publishing. (3)

Il dottor Xin Li asserisce: «Rispetto ad altri robot da arrampicata su parete, il robot con la nostra unità di aspirazione basata sulla differenza di pressione zero (zero-pressure difference - ZPD) ottiene un sorprendente miglioramento delle prestazioni.»

La forza centrifuga dell'acqua rotante elimina la differenza di pressione al limite della zona di vuoto per conferire maggior presa. Può mantenere un'alta pressione del vuoto all'interno della ventosa.

La loro unità di aspirazione ZPD è efficiente dal punto di vista energetico. Le sue dimensione e il suo perso sono più contenuti rispetto alle tradizionali unità di aspirazione. I ricercatori hanno testato la loro unità con tre diverse dimensioni e applicazioni di aspirazione: su un braccio robotico per afferrare e maneggiare oggetti, su un robot da parete esapode e come un dispositivo di arrampicata da parete tipo Spider-Man.

«Il prossimo passo di questa ricerca è di ridurre il consumo di acqua. Una riduzione del consumo di acqua permetterebbe all'unità di aspirazione di funzionare più a lungo con un piccolo serbatoio di acqua. Con questo stratagemma il robot di arrampicata su parete trasporterebbe la propria acqua in autonomia anziché essere collegato a una fonte di alimentazione», conclude Xin Li.

Riferimenti:

(1) Xin Li

(2) Kaige Shi

(3) Vacuum suction unit based on the zero pressure difference method

Descrizione foto: un robot di arrampicata su parete utilizza il metodo della differenza di pressione zero per formare l'aspirazione. - Credit: Xin Li and Kaige Shi.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Spider-Man-Style Robotic Graspers Defy Gravity