Usare i robot-medusa per ripulire gli oceani

La maggior parte della superficie del nostro pianeta è costituita dagli Oceani che, però, sono sempre più inquinati. Una delle strategie per combattere la presenza dei rifiuti che danneggiano questi fragili ecosistemi è l’impiego di robot specializzati nella bonifica degli ambienti marini. Tuttavia, i robot subacquei ad oggi esistenti sono costituiti da corpi rigidi, sono incapaci di esplorare e campionare in ambienti complessi e non strutturati, e sono per lo più rumorosi a causa dei motori elettrici o delle pompe idrauliche.

Per trovare un design più adatto, gli scienziati del Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) di Stoccarda si sono ispirati alla natura. Per questo motivo, i ricercatori hanno configurato un robot ispirato alle meduse: versatile, efficiente dal punto di vista energetico e quasi privo di rumore, delle dimensioni di una mano.

Jellyfish-Bot è frutto della collaborazione tra i dipartimenti di Intelligenza fisica e Materiali robotici dell'MPI-IS. Il prototipo è in grado di intrappolare gli oggetti sotto il suo corpo senza contatto fisico, consentendo così interazioni sicure in ambienti delicati come le barriere coralline. Il robot-medusa potrebbe dunque diventare un importante strumento di bonifica ambientale. Per costruire il robot, il team ha utilizzato attuatori elettroidraulici attraverso i quali scorre l'elettricità.

Gli attuatori fungono da muscoli artificiali che alimentano il robot. Intorno a questi muscoli ci sono cuscini d'aria e componenti morbidi e rigidi che stabilizzano il robot e lo rendono impermeabile. In questo modo, l'alta tensione che attraversa gli attuatori non può entrare in contatto con l'acqua circostante. Un alimentatore fornisce periodicamente elettricità attraverso fili sottili, facendo contrarre ed espandere i muscoli. 

"Quando una medusa nuota verso l'alto, può intrappolare gli oggetti lungo il suo percorso creando correnti intorno al suo corpo. In questo modo, può anche raccogliere sostanze nutritive. Anche il nostro robot fa circolare l'acqua intorno a sé. Questa funzione è utile per raccogliere oggetti come le particelle di rifiuti. Può quindi trasportare i rifiuti in superficie, dove possono essere successivamente riciclati. È anche in grado di raccogliere campioni biologici fragili come le uova di pesce. Nel frattempo, non ha alcun impatto negativo sull'ambiente circostante. L'interazione con le specie acquatiche è delicata e quasi priva di rumore", spiega Tianlu Wang del Dipartimento di Intelligenza Fisica dell'MPI-IS e primo autore della pubblicazione. Il coautore Hyeong-Joon Joo, del dipartimento di materiali robotici, prosegue: "Si stima che il 70% dei rifiuti marini affondi nei fondali. La plastica costituisce oltre il 60% di questi rifiuti e impiega centinaia di anni per degradarsi. Pertanto, abbiamo avvertito l'urgente necessità di sviluppare un robot in grado di manipolare oggetti come i rifiuti e trasportarli verso l'alto. Speriamo che i robot subacquei possano un giorno contribuire alla pulizia dei nostri oceani".

I Jellyfish-Bot sono in grado di spostare e intrappolare oggetti senza contatto fisico, operando da soli o in combinazione con altri. Ogni robot lavora più velocemente di altre invenzioni simili, raggiungendo una velocità fino a 6,1 cm/s. Inoltre, è sicuro per gli esseri umani e per i pesci e interagisce delicatamente con l'ambiente circostante senza disturbarlo, proprio come la sua controparte naturale.