Questi robot microscopici si trasformano da liquido a solido in un istante

Nel silenzioso laboratorio dell'Università della California a Santa Barbara, una rivoluzione robotica sta prendendo forma. Minuscoli robot capaci di comportarsi come un unico organismo collettivo rappresentano un balzo in avanti verso quella che un tempo era solo fantascienza: i ricercatori hanno infatti sviluppato unità micro-robotiche programmabili che possono passare da uno stato fluido a uno solido, imitando il comportamento delle cellule durante lo sviluppo embrionale. Questa tecnologia, che potrebbe dare vita a un nuovo campo della robotica, apre scenari finora considerati pura immaginazione cinematografica.

Quando la fantascienza si trasforma in scienza

Lo studio, recentemente pubblicato su Science, descrive come questi micro-robot possano modificare il proprio stato rotazionale per comportarsi come un fluido o unirsi in strutture solide più complesse. L'ispirazione viene direttamente dalla natura, in particolare dal processo di morfogenesi embrionale, ma è impossibile non notare il parallelo con il T-1000, l'androide mutaforma di Terminator 2. Ciò che un tempo era considerato pura fantasia cinematografica oggi sta muovendo i primi passi nei laboratori di ricerca.

Il professor Otger Campàs, a capo del progetto, ha spiegato che i tessuti embrionici rappresentano il materiale intelligente per eccellenza: possono auto-modellarsi, auto-ripararsi e controllare la propria resistenza materiale. Possono temporaneamente ammorbidirsi, passando da stati solidi a fluidi per sviluppare la forma finale dell'embrione. È questa capacità adattiva che i ricercatori hanno cercato di replicare.

I tre processi fondamentali della robotica collettiva

Analizzando il comportamento cellulare, il team ha identificato tre processi biologici essenziali da riprodurre nei loro robot: forza interunitaria, polarizzazione e adesione. Questi meccanismi permettono alle cellule di muoversi come gruppo coordinato e di unirsi formando strutture solide. La traduzione robotica di questi principi è avvenuta attraverso l'uso strategico di magneti e otto ingranaggi motorizzati montati sullo strato esterno circolare di ogni unità.

Per la prima dimostrazione pratica, i ricercatori hanno costruito 20 unità micro-robotiche relativamente grandi, programmandole per assemblarsi in diverse configurazioni. Sebbene le dimensioni attuali siano ancora lontane dall'ideale, i risultati preliminari sono entusiasmanti. Il prossimo obiettivo è ridurre ulteriormente le dimensioni e aumentare significativamente il numero di unità operative.

Verso un futuro di materiali intelligenti

La visione a lungo termine è ambiziosa: migliaia di micro-robot controllati tramite intelligenza artificiale potrebbero teoricamente assemblarsi in qualsiasi forma desiderata con precisione millimetrica. Questa tecnologia potrebbe rivoluzionare numerosi settori, dalla medicina alla produzione industriale. Immaginate strumenti chirurgici che si riconfigurano all'interno del corpo umano, o componenti di macchinari che si auto-assemblano in base alle necessità operative.

Il parallelismo con le colonie di formiche, menzionato dai ricercatori, è azzeccato: come questi insetti riescono a creare strutture complesse lavorando in perfetta armonia, così questi robot potrebbero un giorno costruire oggetti complessi partendo da unità elementari, manifestando una intelligenza collettiva finora osservata solo in natura.