Tecnologia

La stampa 4D sarà la prossima rivoluzione tecnologica

La stampa 4D e si basa sulla stampa di nuovi materiali chiamati intelligenti, cioè sottoposti a un cambiamento strutturale controllato da uno stimolo esterno

Con la stampa 3D sono stati fatti progressi nel settore industriale, nella ricerca dai prototipi industriali, nei biomateriali degradabili utilizzati nella medicina rigenerativa. Quello che segue è il 4D: trasformare questi materiali affinché possano muoversi o mutare di fronte a stimoli esterni.

Humberto Palza Cordero,(1) ingegnere dei materiali presso l'Università del Cile,(2) asserisce che la recente capacità di creare o costruire oggetti, strato per strato, e da un modello di calcolo virtuale, noto anche come stampa 3D, ha tutte le potenzialità per rivoluzionare il nostro mondo in aspetti che vanno ben oltre la tecnologia. Questa tecnologia ha prodotto significativi cambiamenti nei modelli di business, nella logistica di produzione e nella catena di approvvigionamento, così che oggi è un pilastro fondamentale in quella che è stata definita la terza rivoluzione industriale. Ciò che accadrà in futuro, in termini geopolitici, economici, sociali, demografici e ambientali, sarà equivalente alle precedenti rivoluzioni riconducibili al motore a vapore o ai processi di industrializzazione del primo Novecento.

Sembra storia, ma solo un decennio fa l'unico modo per generare un prototipo di qualsiasi prodotto era quello di processarlo in macchine o attrezzature industriali tradizionali ad un costo molto alto. Oggi, con una semplice progettazione assistita da computer, è possibile stampare qualsiasi prototipo, accelerando le innovazioni e le iniziative in molteplici ambiti. La stampa 3D è già ampiamente utilizzata dall'industria tradizionale per la produzione di pezzi di ricambio e parti nuove per aerei, treni e automobili. La stampa 3D è l'applicazione più efficacie in sostituzione ai processi di produzione tradizionali.

Tuttavia, il grande impatto della stampa 3D verrà con l'introduzione di nuovi prodotti e tecnologie. Forse uno degli esempi più interessanti in questo contesto è l'uso della stampa 3D nella medicina rigenerativa. Un requisito fondamentale nell'uso delle cellule staminali per trattamenti avanzati di rigenerazione dei tessuti è la costruzione di un'impalcatura tridimensionale che fornisce supporto alle cellule. Questo si basa sul fatto che le nostre cellule si trovano naturalmente nei tessuti che formano strutture 3D.

Nelle barriere coralline il pesce robot del MIT nuota accanto a quelli veri

Un team del MIT ha creato 'SoFi', un pesce robot che può nuotare indipendentemente, insieme agli altri pesci, nell'oceano a una profondità di oltre 15 metri

Realizzato in gomma siliconica, il pesce robot “SoFi” di CSAIL potrebbe consentire uno studio più attento della vita acquatica.

Qualche mese fa gli scienziati hanno divulgato rari filmati(1) di uno degli squali più strani dell'Artico. I risultati dimostrano che, anche con molti progressi tecnologici, negli ultimi anni, rimane un compito impegnativo documentare da vicino la vita marina. Ma gli informatici del MIT credono di avere una possibile soluzione: usare i robot.

Un team del MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL)(2) ha messo a punto 'SoFi', un pesce robot che può nuotare indipendentemente insieme agli altri pesci nell'oceano. Durante le immersioni di prova nella 'Rainbow Reef' alle Fiji, 'SoFi' ha nuotato a una profondità di oltre 15 metri per un massimo di 40 minuti alla volta, gestendo agilmente le correnti, scattando foto e girando video ad alta risoluzione con un obiettivo fisheye.

La sua coda ondulata conferisce al robot una capacità unica di controllare la propria galleggiabilità: 'SoFi' può nuotare in linea retta, girare e tuffarsi su o giù. Il team ha anche utilizzato un controller Super Nintendo impermeabilizzato e sviluppato un sistema di comunicazioni acustiche personalizzato che ha permesso loro di cambiare la velocità di 'SoFi' e far compiere movimenti e svolte specifici.

Sistema indossabile per aiutare gli utenti ipovedenti

Sistema per gli utenti non vedenti che utilizza una telecamera 3D, una cintura con motori vibrazionali e un'interfaccia Braille riconfigurabile

Il sistema fornisce informazioni da una fotocamera 3D, tramite motori vibranti e un'interfaccia Braille.

Gli scienziati informatici lavorano da decenni sui sistemi di navigazione automatica per aiutare i non vedenti, ma è stato difficile trovare qualcosa di affidabile e facile da usare come il bastone bianco con la punta di metallo che le persone ipovedenti usano spesso per identificare eventuali ostacoli mentre camminano. Tuttavia, questo tipo di bastone presenta alcuni inconvenienti: gli ostacoli con cui entra in contatto sono a volte altre persone; non riesce a identificare determinati tipi di oggetti, come tavoli o sedie, o determinare se una sedia è già occupata da un'altra persona.

I ricercatori del MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL)(1) hanno sviluppato un nuovo sistema che utilizza una telecamera 3D, una cintura con motori vibrazionali controllabili separatamente e un'interfaccia Braille riconfigurabile elettronicamente per offrire agli utenti non vedenti più informazioni su i loro ambienti.(2) Il sistema potrebbe essere utilizzato in combinazione con o come alternativa a un bastone.

“Abbiamo fatto un paio di test diversi con utenti non vedenti”, afferma Robert Katzschmann,(3) uno studente laureato in ingegneria meccanica al MIT e uno dei primi due autori del progetto. “Disporre di un dispositivo che non alterava gli altri sensi era importante. Quindi non volevamo avere audio; non volevamo avere qualcosa intorno alla testa, vibrazioni sul collo - tutte queste cose, le abbiamo provate, ma nessuna di queste è stata accettata. Abbiamo scoperto che l'unica area del corpo che è meno utilizzata dagli altri sensi è intorno all'addome”.

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