Sviluppata una pelle robotica in grado di rilevare pressione, temperatura e dolore

▲ La pelle è realizzata in un materiale gel flessibile ed economico e trasforma l'intera superficie di una mano robotica in un sensore intelligente. Foto per gentile concessione dell'Università di Cambridge

Europa Press

La Jornada, mercoledì 18 giugno 2025, pag. 6

Madrid. Una pelle robotica rivoluzionaria avvicina le macchine a un tocco simile a quello umano, poiché può rilevare pressione, temperatura, dolore e persino distinguere più punti di contatto contemporaneamente.

Realizzata in un materiale in gel flessibile ed economico, questa pelle trasforma l'intera superficie di una mano robotica in un dispositivo reattivo e intelligente, a differenza delle tradizionali pelli robotiche che si basano su una combinazione di diversi sensori.

Inoltre, come riporta Cambridge, può essere aggiunto alle mani robotiche come un guanto, consentendo ai robot di rilevare informazioni sull'ambiente circostante in modo simile agli esseri umani.

I ricercatori dell'Università di Cambridge e dell'University College di Londra (UCL) hanno sviluppato questa pelle flessibile e conduttiva, facile da produrre e che può essere fusa e modellata in un'ampia gamma di forme complesse. Questa tecnologia rileva ed elabora diversi segnali fisici, consentendo ai robot di interagire con il mondo fisico in modi più significativi.

A differenza di altre soluzioni robotiche tattili, che in genere funzionano tramite sensori inseriti in piccole aree, la pelle elettronica sviluppata dai ricercatori di Cambridge e UCL è interamente un sensore, il che la avvicina al nostro sistema sensoriale: la pelle.

Sebbene la pelle robotica non sia sensibile quanto quella umana, è in grado di rilevare segnali provenienti da oltre 860.000 minuscoli percorsi nel materiale, il che le consente di riconoscere diversi tipi di tocco e pressione, come il tocco di un dito, una superficie calda o fredda, danni causati da tagli o punture o il contatto simultaneo di più punti sullo stesso materiale.

I ricercatori hanno combinato test fisici e tecniche di apprendimento automatico per aiutare la pelle robotica a imparare quali percorsi sono più importanti, in modo da poter rilevare diversi tipi di contatto in modo più efficiente.

Oltre alle potenziali applicazioni future per robot umanoidi o protesi umane in cui il senso del tatto è fondamentale, i ricercatori affermano che la pelle robotica potrebbe essere utile in settori diversi come l'automotive e gli interventi di soccorso in caso di calamità. I ​​risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science Robotics .

Come funziona

Le pelli elettroniche funzionano convertendo informazioni fisiche, come la pressione o la temperatura, in segnali elettronici. Nella maggior parte dei casi, sono necessari diversi tipi di sensori per diversi tipi di tocco: uno per rilevare la pressione, un altro per la temperatura, ecc., che vengono poi integrati in materiali morbidi e flessibili. Tuttavia, i segnali provenienti da questi sensori possono interferire tra loro e i materiali si danneggiano facilmente.

Avere sensori diversi per diversi tipi di tocco comporta materiali complessi da produrre , ha affermato l'autore principale David Hardman del Dipartimento di Ingegneria di Cambridge. Volevamo sviluppare una soluzione in grado di rilevare più tipi di tocco contemporaneamente, ma con un unico materiale .

Allo stesso tempo, abbiamo bisogno di qualcosa di economico e durevole, adatto a un uso diffuso , ha spiegato il coautore Thomas George Thuruthel dell'UCL.

La loro soluzione utilizza un tipo di sensore che reagisce in modo diverso a diversi tipi di tocco, noto come rilevamento multimodale. Sebbene sia difficile identificare la causa di ciascun segnale, i materiali di rilevamento sono più facili da produrre e più robusti.

I ricercatori hanno creato un idrogel gelatinoso morbido, elastico ed elettricamente conduttivo e lo hanno modellato nella forma di una mano umana. Hanno testato diverse configurazioni di elettrodi per determinare quale fornisse le informazioni più utili sui diversi tipi di tatto. Con soli 32 elettrodi posizionati sul polso, sono stati in grado di raccogliere oltre 1,7 milioni di punti dati dall'intera mano, grazie ai minuscoli percorsi nel materiale conduttivo.

La pelle è stata poi testata utilizzando diversi tipi di tocco: i ricercatori l'hanno sottoposta a una pistola termica, l'hanno premuta con le dita e un braccio robotico, l'hanno toccata delicatamente con le dita e l'hanno persino aperta con un bisturi. Il team ha utilizzato i dati raccolti durante questi test per addestrare un modello di apprendimento automatico che avrebbe permesso alla mano di riconoscere il significato di diversi tipi di tocco.

Possiamo estrarre un'enorme quantità di informazioni da questi materiali; possono effettuare migliaia di misurazioni molto rapidamente , ha affermato Hardman, ricercatore post-dottorato nel laboratorio del professor Fumiya Iida e coautore dello studio. Misurano molti elementi diversi contemporaneamente, su un'ampia area .

Non siamo ancora al punto in cui la pelle robotica sia valida quanto quella umana, ma crediamo che sia migliore di qualsiasi cosa attualmente disponibile , ha affermato Thuruthel. Il nostro metodo è flessibile e più facile da realizzare rispetto ai sensori tradizionali, e possiamo calibrarlo utilizzando il tocco umano per una varietà di compiti .

In futuro, i ricercatori sperano di migliorare la durabilità della pelle elettronica e di condurre ulteriori test su attività robotiche reali.

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La Jornada, mercoledì 18 giugno 2025, pag. 6

Washington. In uno studio che ha interessato tutti gli oceani, i ricercatori dell'Università di Miami hanno scoperto centinaia di virus giganti precedentemente sconosciuti alla scienza.

La ricerca ha utilizzato un software personalizzato per identificare i genomi dei microbi nei campioni di acqua di mare, tra cui 230 virus giganti inesplorati, ha riferito Nature npj Viruses .

Per gli esperti, identificare questi virus è fondamentale per comprendere la vita nell'oceano, e in particolare la sopravvivenza degli organismi marini noti come protisti, come alghe, amebe e flagellati.

Secondo il virologo Mohammad Moniruzzaman, comprendendo meglio la diversità e il ruolo dei virus giganti nell'oceano e il modo in cui interagiscono con le alghe e altri microbi oceanici, possiamo prevedere e potenzialmente controllare le dannose fioriture algali, che rappresentano un rischio per la salute umana .

Grazie ai rapidi progressi nei database genomici, negli strumenti analitici e nei programmi software come quelli utilizzati in questa ricerca, il processo di scoperta dei virus giganti è ora molto più semplice di prima, offrendo agli scienziati nuove informazioni sul loro comportamento e sulla loro diffusione.

I virus giganti, ad esempio, causano spesso la morte del fitoplancton, i minuscoli organismi fotosintetici comunemente presenti negli oceani, nei laghi e nei fiumi.

Questi organismi sono fondamentali per la vita marina e le catene alimentari e producono enormi quantità di ossigeno terrestre. Una migliore comprensione dei virus che li attaccano potrebbe quindi contribuire agli sforzi di protezione.

Oltre ai 230 virus giganti appena rilevati, lo studio ha identificato anche 569 nuove proteine ​​funzionali, tra cui nove coinvolte nella fotosintesi.

Tutto indica che, in alcuni casi, i virus sono capaci di dirottare le funzioni fotosintetiche dei loro ospiti per ottenere l'energia necessaria alla sopravvivenza.

I ricercatori sono riusciti a classificare i virus giganti da loro scoperti in due ordini virali esistenti: Imitervirales e Algavirales .

Questi gruppi utilizzano diverse strategie di infezione; gli Imitervirales sono quelli geneticamente più complessi, il che indica una strategia di vita più flessibile che potenzialmente consente al virus di sopravvivere in una più ampia varietà di ospiti.