Bel risultato dell’Italia della robotica. Una nuova tecnologia Made in Italy è infatti riuscita a sfruttare al meglio quella che è sempre stata considerata una insidia per progettare robot spaziali più efficienti e anche meno costosi.
Ebbene sì, parliamo del vuoto, diventato una risorsa chiave grazie a una nuova tecnologia di attuatori elettrostatici sviluppata dai tre ‘templi’ della robotica italiana: Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, Università di Trento e Istituto Italiano di Tecnologia (IIT),
La ricerca, descritta su ‘Nature Communications’, è stata coordinata dall’Istituto di Intelligenza Meccanica della Scuola Superiore Sant’Anna. Ma facciamo un passio indietro. “Abbiamo individuato una soluzione che dimostra come il vuoto, da sempre considerato un ambiente critico per la robotica, possa diventare un alleato per realizzare sistemi più leggeri, efficienti e affidabili per le missioni del futuro” dichiara Ion-Dan Sirbu, primo autore dello studio.
Nelle missioni spaziali, i motori elettrici tradizionali, i “muscoli” che permettono ai robot di muoversi, presentano infatti notevoli criticità: surriscaldamento in assenza di atmosfera, necessità di lubrificanti speciali, elevata complessità e peso. Ecco l’utilità di una nuova classe di attuatori elettrostatici estremamente leggeri e semplici, che sfruttano proprio le proprietà elettriche del vuoto.
Il vuoto alleato del movimento dei robot nello spazio
I nuovi dispositivi sono privi di ingranaggi e lubrificanti e risultano perfettamente compatibili con i materiali e gli standard già impiegati nelle missioni spaziali. I primi risultati sperimentali hanno dimostrato la capacità di generare movimenti rapidi e forze significative, con un rapporto potenza-peso molto elevato e un consumo energetico fortemente ridotto, aspetti cruciali per l’impiego in orbita e nelle missioni di esplorazione.
In futuro questa tecnologia potrà servire a realizzare robot per la manutenzione e l’assemblaggio in orbita, sistemi per l’esplorazione planetaria, ma anche meccanismi mobili per satelliti e telescopi spaziali. Nel lungo periodo, l’approccio potrebbe estendersi anche a contesti terrestri caratterizzati da condizioni estreme, come il fondo oceanico o ambienti industriali ad alta criticità.
Leggeri e maneggevoli
“Il peso ridotto dei nostri attuatori rappresenta un fattore determinante nelle applicazioni spaziali, dove ogni chilogrammo aggiuntivo incide significativamente sui costi di lancio in orbita” commenta Marco Fontana, professore ordinario presso l’Istituto di Intelligenza Meccanica della Scuola Sant’Anna e coordinatore dello studio.
“L’assenza di aria consente al nostro attuatore di raggiungere velocità molto elevate, eliminando le perdite dovute agli attriti”, aggiunge Giacomo Moretti, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Trento.
E non è tutto. “Un elemento chiave nello sviluppo di questi dispositivi risiede nel processo di fabbricazione, basato sulla deposizione di sottili film isolanti flessibili, che consente al dispositivo di operare in modo affidabile” conclude Virgilio Mattoli, ricercatore presso il Center for Materials Interfaces dell’Istituto Italiano di Tecnologia. Insomma, le possibili applicazioni della tecnologia sono ampie e di grande impatto e potrebbero segnale lo sviluppo di una nuova generazione di robot spaziali.