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di Lorenz Keller
Una nuova tecnologia di stampa 3D migliora il controllo dei robot morbidi
10/2/2026
Traduzione: tradotto automaticamente
Un nuovo processo di stampa 3D di Harvard fissa il movimento dei robot morbidi direttamente nel materiale. Invece di effettuare lunghe regolazioni, la deformazione desiderata viene creata durante la stampa.
Immagina di stampare un robot, di pompare aria al suo interno e che si pieghi esattamente come avevi previsto: si piega a sinistra, si afferra e si dispiega come un fiore.
Ecco cosa è riuscito a fare un team della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS). I ricercatori hanno sviluppato un metodo con cui è possibile produrre robot morbidi in un unico processo di stampa e il loro comportamento di movimento è già ancorato nel materiale. Lo studio è stato pubblicato il 6 febbraio 2026 sulla rivista Advanced Materials.
Il problema dei robot morbidi
I robot morbidi sono realizzati con materiali flessibili, spesso biocompatibili, e sono considerati una promettente alternativa alle macchine rigide. Possono interagire con oggetti sensibili, adattarsi al corpo umano e operare in ambienti ristretti o irregolari, ad esempio in operazioni minimamente invasive. Tuttavia, proprio la caratteristica che li rende così utili è anche la loro sfida più grande: la loro morbidezza.
In passato, chi voleva costruire un robot morbido per un compito specifico doveva produrre stampi complessi, versare silicone strato per strato, applicare canali pneumatici alle superfici e collegare tra loro diversi componenti. Tutto ciò richiede molto tempo, è poco flessibile e difficilmente scalabile. Ogni modifica al progetto richiede nuovi stampi, nuove colate e nuovi test.
Il risultato: anche i team più esperti hanno bisogno di molte iterazioni prima che un robot morbido si comporti come dovrebbe. E anche in questo caso, il comportamento del movimento rimane spesso difficile da prevedere.
La rotazione è la chiave
Il team di Harvard risolve questo problema con un processo chiamato «Rotational Multimaterial 3D Printing» (RM 3DP). L'idea alla base è elegante: un singolo ugello eroga due materiali contemporaneamente e ruota durante il processo di stampa. Questa rotazione controlla dove finisce il materiale all'interno del filamento stampato.
Fonte: SEAS
I ricercatori stampano filamenti con un guscio esterno flessibile in poliuretano e un canale interno in poloxamer, un polimero che si trova anche nel gel per capelli. Non appena il guscio esterno si indurisce, lavano via il gel dall'interno. Ciò che rimane sono strutture tubolari cave, ovvero canali posizionati con precisione all'interno del materiale.
I ricercatori determinano la posizione e il posizionamento del gel all'interno del materiale.
I ricercatori determinano la posizione, la forma e la dimensione di ogni singolo canale interno controllando con precisione la velocità di rotazione, il flusso di materiale e la geometria dell'ugello. Quando l'aria viene pompata in questi canali, la struttura si deforma esattamente nella direzione che è stata programmata durante la stampa.
Utilizziamo due materiali da un'unica apertura che può essere ruotata per programmare la direzione in cui il robot si piega quando viene gonfiato.
Dalla teoria al modello dimostrativo
Per testare il processo, il team ha stampato due oggetti dimostrativi: entrambi in un unico percorso di stampa ininterrotto, senza assemblaggio separato.
Il primo è un attuatore a spirale con un motivo floreale: quando viene introdotta aria, si srotola come un fiore che si apre. Il secondo è una pinza a cinque dita con articolazioni definite delle nocche che si avvolge intorno agli oggetti quando viene gonfiata. Entrambe sono state create in un percorso continuo di stampa 3D, senza alcuna fase di assemblaggio separata.
In un certo senso, la pinza a cinque dita con articolazioni definite delle nocche avvolge gli oggetti quando viene gonfiata.
In un certo senso, la geometria sostituisce il codice del programma. Cambiando la forma del canale si modifica il comportamento di movimento del robot. Ciò rende il processo eccezionalmente flessibile:
Non abbiamo uno stampo. Stampiamo le strutture, le programmiamo rapidamente e possiamo regolare rapidamente l'attuazione.
Cosa significa in pratica
Le possibilità di applicazione vanno ben oltre i laboratori dimostrativi. Poiché le strutture sono realizzate con materiali flessibili e potenzialmente biocompatibili, la tecnologia potrebbe essere utile nella robotica chirurgica, nei dispositivi di assistenza e nell'interfaccia uomo-macchina.
In medicina, è possibile immaginare strumenti che si dispiegano all'interno del corpo in modo mirato, senza componenti rigidi che potrebbero danneggiare i tessuti. Nella produzione, le pinze potrebbero maneggiare oggetti fragili senza danneggiarli. E nella tecnologia di assistenza, si potrebbero creare esoscheletri morbidi o ortesi che si adattano dinamicamente al corpo di chi li indossa.
Un processo con un potenziale di scalabilità
Ciò che distingue il processo da molti altri approcci è la sua scalabilità. I parametri di stampa - velocità di rotazione, portata, geometria degli ugelli - possono essere adattati dal lato software senza dover modificare l'hardware. Un nuovo design non richiede un nuovo stampo, ma solo nuovi parametri di stampa. Questo accorcia notevolmente il ciclo di sviluppo.
Immagine di copertina: @harvardengineering / YouTube
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