Modellati sulla pelle umana: i robot saranno presto in grado di sentire i singoli granelli di sabbia

Debora Pape

9/3/2026

Traduzione: tradotto automaticamente

I robot spesso non riescono a interagire in modo sensibile con l'ambiente circostante. Un'innovativa pelle artificiale di Cambridge utilizza ora strutture piramidali microscopiche per dare alle macchine una destrezza quasi umana.

La robotica sta progredendo a passi da gigante. Di recente, i robot hanno dato prova delle loro abilità in danze coreografiche e veloci di arti marziali in uno spettacolo per celebrare il Capodanno cinese. Ma quando si tratta del senso del tatto, i robot sono ancora per lo più motori grossolani. Se non sanno quanta forza possono esercitare quando afferrano gli oggetti, non sono adatti ad applicazioni delicate. In poche parole: i robot non hanno il senso del tatto umano.

Un team di ricercatori di Cambridge ha ora sviluppato una pelle artificiale che potrebbe cambiare questa situazione in futuro. Secondo l'articolo pubblicato sulla rivista scientifica «Nature Materials», il sistema è in grado di percepire forze sorprendentemente piccole, come il peso di un granello di sabbia. La superficie di questa pelle artificiale è formata da piccole piramidi. Una mano robotica equipaggiata con questo sistema può afferrare tubi di carta senza schiacciarli. Nella sezione «Supplementary Information» sotto lo studio sono disponibili alcuni brevi video da scaricare che mostrano questo aspetto.

Inoltre, il sensore distingue tra pressione verticale e forze dirette lateralmente. Ad esempio, un robot con questa pelle può percepire in tempo reale quando un oggetto inizia a scivolare e può reagire di conseguenza.

Il team ritiene che la sua ricerca sia innovativa per lo sviluppo di robot che verranno utilizzati al di fuori delle condizioni controllate delle fabbriche. Negli ospedali e nelle case, i robot si trovano ad affrontare situazioni imprevedibili alle quali possono reagire molto meglio con un senso del tatto fine.

Piramidi minuscole abilitano il senso del tatto artificiale

I sensori tattili 3D esistenti utilizzano approcci come la resistenza elettrica dei materiali, i campi magnetici, le variazioni di pressione dell'aria o il riconoscimento di oggetti supportato dall'intelligenza artificiale che utilizza una telecamera per dedurre la sensibilità di un oggetto alla pressione. Tuttavia, questi sistemi sono ingombranti, complessi da produrre e non sono in grado di distinguere tra forze normali e di taglio, come afferma il responsabile del progetto di ricerca, il professor Tawfique Hasan, nel comunicato stampa.

Il suo team ha voluto cambiare questa situazione. Secondo lo studio, la pelle artificiale sviluppata, che funge da sensore, è significativamente più sensibile di altri sensori tattili simili. Si tratta di un materiale composito flessibile che combina diversi strati di grafene, microgocce di metallo liquido deformabile e particelle di nichel su una matrice di silicone. Questo materiale viene modellato in piccole piramidi con le punte rivolte verso l'esterno. La base della piramide ha un lato lungo 0,2 millimetri, che equivale all'incirca a due fogli di carta per stampanti sovrapposti.

Le punte delle piramidi hanno una lunghezza di 0,2 millimetri.

Le punte delle piramidi possono riconoscere forze da 0,9 µN (micronewton). Si tratta di un valore molto basso: il peso di un granello di sabbia corrisponde a 2-50 µN. Con una sensibilità di 110 kPa-¹ (kPa = kilopascal), il sistema è circa dieci volte più preciso di analoghi sensori tattili flessibili, secondo lo studio.

Sotto ogni piramide ci sono quattro elettrodi che trasmettono i dati misurati a un processore. Questo calcola la forza agente e la sua direzione. L'elevato numero di piramidi una accanto all'altra permette di trarre conclusioni sulle dimensioni di un oggetto.

Il sistema verrà ulteriormente ottimizzato

Il sensore sviluppato ha lo scopo di rendere accessibile l'uso di robot nella chirurgia minimamente invasiva e nei processi di produzione nella gamma micro. I robot per le sale operatorie esistono già. Tuttavia, non si tratta tanto di robot autonomi quanto di sistemi di assistenza in grado di eseguire finemente i movimenti più grossolani del chirurgo.

Anche se i risultati ottenuti sono già superiori ad altri sistemi, in futuro dovrebbe essere possibile migliorarli ulteriormente. Il team di ricerca ipotizza che le piramidi possano essere ridotte a meno di 50 micrometri (0,05 millimetri), avvicinandosi così alla sensibilità tattile della pelle umana. Si potrebbero integrare anche altri sensori, come quelli per la misurazione della temperatura e dell'umidità.

I ricercatori non menzionano il costo di produzione di questa pelle artificiale. L'università ha già presentato domanda di brevetto.

Debora Pape

Editor

Debora.Pape@galaxus.de

Si sente a casa sia davanti al PC da gaming che sull'amaca in giardino. È affascinata dall'Impero Romano, dalle navi container e dai libri di fantascienza, tra le altre cose. Fiuta soprattutto le ultime notizie dal settore IT e smart gadget.

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