Un robot subacqueo ispirato alla medusa potrebbe pulire i rifiuti degli oceani

Riepilogo TL;DR

• Jellyfish-Bot può intrappolare i rifiuti e raccogliere campioni fragili con un impatto minimo sull'ambiente circostante.

• Gli attuatori elettroidraulici alimentano il movimento del robot, creando uno strumento di raccolta dei rifiuti silenzioso e senza contatto.

• I futuri miglioramenti mirano a rendere Jellyfish-Bot wireless e a migliorare le sue capacità di navigazione e operative.

Mentre gli oceani del mondo continuano a soffrire gli effetti dell'inquinamento, un team di robotici dell'Istituto Max Planck per i Sistemi Intelligenti (MPI-IS) di Stoccarda potrebbe aver trovato una soluzione. Ispirati dalle meduse, hanno sviluppato un nuovo robot subacqueo che potrebbe aiutare a pulire i rifiuti dal fondale oceanico.

Il Jellyfish-Bot è progettato per operare quasi in silenzio, con muscoli artificiali che gli permettono di muoversi in modo da creare un vortice d'aria sotto il suo corpo, consentendogli di raccogliere rifiuti senza contatto fisico. Con il potenziale di interagire in modo sicuro con ambienti delicati come le barriere coralline, questo robot innovativo potrebbe rivelarsi uno strumento prezioso per la bonifica ambientale.

Presentazione di Jellyfish-Bot: Un robot subacqueo ispirato alla natura

Con oltre il 70% della superficie terrestre coperta dagli oceani, purtroppo altamente inquinati, l'impiego di robot subacquei per padroneggiare la pulizia è diventato una strategia per combattere le montagne di rifiuti trovate in questi ecosistemi molto sensibili.

Tuttavia, i prototipi esistenti utilizzano tipicamente attuatori ingombranti e rumorosi e configurazioni limitate. Il nuovo robot, chiamato Jellyfish-Bot, potrebbe diventare uno strumento importante per la bonifica ambientale. Il prototipo quasi privo di rumore può intrappolare gli oggetti sotto il suo corpo senza contatto fisico, consentendo interazioni sicure in ambienti delicati come le barriere coralline.

Il robot Jellyfish-Bot è composto da una serie di sei attuatori elettroidraulici che fungono da muscoli artificiali per alimentare il robot. I HASEL sono muscoli artificiali che usano l'elettricità per creare movimento. Sono costituiti da sacche di plastica riempite con dielettrico liquido e parzialmente coperte da elettrodi. Quando una tensione elevata viene applicata a un elettrodo, diventa positivamente carico, causando la carica negativa dell'acqua circostante. Questo genera acqua carica negativamente che muove l'olio all'interno delle sacche avanti e indietro, facendo battere gli attuatori.

Il robot subacqueo nuota con grazia, creando vortici sotto il suo corpo attraverso correnti elettriche periodiche che scorrono attraverso i cavi, permettendogli di far circolare l'acqua intorno a sé. Come spiega Tianlu Wang, postdoc nel Dipartimento di Intelligenza Fisica presso MPI-IS e primo autore della pubblicazione, il robot è in grado di raccogliere nutrienti facendo circolare l'acqua intorno a sé quando una medusa nuota verso l'alto e può intrappolare oggetti lungo il suo percorso.

Questa funzione raccoglie efficientemente particelle di rifiuti e campioni biologici delicati, come le uova di pesce, senza danneggiare l'ambiente o la vita acquatica. I rifiuti raccolti vengono trasportati in superficie per il riciclaggio con minimo disturbo acustico.

Wang ha dichiarato che il robot ha la capacità di raccogliere campioni biologici delicati, come le uova di pesce, dal fondale marino e portarli in superficie. Gli autori dello studio sottolineano che una grande percentuale di rifiuti marini finisce sul fondo dell'oceano, con la plastica come principale colpevole. Credono che sia cruciale creare un robot in grado di raccogliere e trasportare i rifiuti in superficie e sperano che tali robot aiutino a pulire gli oceani.

Il design del robot Jellyfish-Bot è quasi silenzioso, fornendo uno strumento di raccolta dei rifiuti meno invasivo rispetto ad altre soluzioni robotiche attualmente disponibili. Le correnti elettriche scorrono attraverso gli attuatori, alimentando il movimento del robot espandendo e contraendo i suoi 'muscoli'.

Jellyfish-Bot è ora dotato di bracci che possono afferrare e trattenere gli oggetti come parte del suo design. Joo ha spiegato che hanno raggiunto la capacità di afferrare gli oggetti facendo funzionare quattro dei bracci come un'elica e gli altri due come una pinza, oppure azionando solo un sottoinsieme dei bracci per dirigere il robot in diverse direzioni. Hanno anche esplorato come operare un collettivo di diversi robot.

Ad esempio, abbiamo preso due robot e li abbiamo fatti raccogliere una mascherina, che è molto difficile per un singolo robot da solo. Due robot possono anche cooperare nel trasporto di carichi pesanti. Tuttavia, a questo punto, il nostro Jellyfish-Bot ha bisogno di un cavo. Questo è uno svantaggio se vogliamo davvero usarlo un giorno nell'oceano.

In seguito, il team spera di sviluppare ulteriormente il Jellyfish Bot rendendolo completamente autonomo in modo da poter operare senza un cavo. Hanno anche previsto di aumentarne le dimensioni e la durabilità per resistere meglio alle correnti oceaniche. Inoltre, il team spera di esplorare potenziali applicazioni per il robot oltre la raccolta dei rifiuti, come il monitoraggio e lo studio della vita marina.

Lo sviluppo del Jellyfish-Bot rappresenta un importante passo avanti nell'uso della robotica per la bonifica ambientale. Fornendo uno strumento di raccolta dei rifiuti meno invasivo e quasi privo di rumore, il robot potrebbe svolgere un ruolo cruciale nella pulizia dei nostri oceani e nella preservazione di ecosistemi delicati.