Sensori sottilissimi, capaci di trasformare tocco e pressione in un segnale elettrico, potrebbero un giorno dare il senso del tatto alle pinze dei robot e alle protesi, oltre a recuperare energia dalle suole delle scarpe mentre si cammina o si corre. Li progetta il gruppo guidato dalla prof.ssa Anna Maria Coclite nel nuovo ThinFilm Lab, appena inaugurato nel Dipartimento interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari.
Il laboratorio raccoglie una linea di ricerca nata all’Università tecnica di Graz, in Austria, e ora trasferita in Puglia insieme a tutta la strumentazione. All’inaugurazione erano presenti il rettore dell’Università di Bari Aldo Moro, Roberto Bellotti, e il direttore del Dipartimento, Sebino Stramaglia.
Come funzionano i sensori a film sottili
I sensori sono realizzati con un materiale piezoelettrico, cioè un materiale che produce corrente quando viene toccato o deformato. Il team ha inoltre spostato la lettura del segnale dal cavo al Bluetooth, una scelta che permette di costruire prototipi portatili da mostrare anche fuori dal laboratorio.
Nel breve periodo il gruppo punta su due ambiti, l’agritech e la produzione di energia. L’applicazione biomedicale resta l’obiettivo di partenza, ma su un orizzonte più lungo.
Robot che riconoscono la frutta matura al tatto
Il primo campo di sperimentazione è l’agricoltura. Oggi i bracci robotici che raccolgono frutta in serra si affidano a sensori visivi e giudicano la maturazione di frutta e verdura soltanto dall’aspetto. Con i film sottili applicati alle pinze, i robot potrebbero distinguere meglio i frutti maturi da quelli acerbi e regolare da soli l’apertura delle pinze, senza la necessità di cambiarle per ogni tipo di frutto. Un approccio diverso rispetto ai robot che imparano da una sola dimostrazione, ma con lo stesso obiettivo di rendere le macchine più adattabili.
Scarpe che ricaricano lo smartphone
Lo stesso principio può servire a recuperare l’energia della pressione esercitata a ogni passo. I ricercatori stanno sperimentando i sensori su suole e pavimentazioni, per capire come possano immagazzinare e rilasciare energia. L’idea a lungo termine è quella di scarpe con la suola rivestita da questi sensori, in grado per esempio di ricaricare il cellulare durante una camminata.
Protesi e guanti chirurgici, l’obiettivo di lungo periodo
La ricerca è partita dalle protesi capaci di restituire sensazioni tattili e, in prospettiva, dai guanti per i chirurghi, per offrire più sensibilità durante gli interventi. I test clinici richiesti prima dell’ingresso sul mercato biomedicale sono però lunghi, e questo sposta in avanti i tempi. Non è il primo progetto barese tra tecnologia e salute raccontato su queste pagine, come mostra il caso dei tumori individuati con il respiro, mentre sul fronte delle interfacce uomo-macchina resta un riferimento il chip di Neuralink impiantato nel cervello.
«Dare il tatto alle macchine cambia il modo in cui robot, protesi e dispositivi indossabili interagiscono con il mondo», commenta Coclite. «I tempi sono diversi a seconda del settore, ma la direzione è chiara».
Un progetto europeo tornato in Italia
Coclite si è laureata in Chimica e ha conseguito il dottorato a Bari, poi ha lavorato al MIT di Boston e alla Graz University of Technology, dove ha avviato la ricerca sui sensori a film sottili. Dal 5 febbraio 2024 è professoressa ordinaria a Bari.
Il lavoro deriva da Smart Core, progetto finanziato nel 2016 con un ERC Starting Grant da 1,5 milioni di euro, che puntava a creare una pelle artificiale in grado di rilevare umidità, temperatura e pressione. Nel 2023 è arrivato un ERC Proof of Concept da 150 mila euro per verificare la possibile commercializzazione della tecnologia.
Secondo il rettore Bellotti, la scelta di riportare a Bari un progetto europeo con la relativa strumentazione dimostra che l’ateneo può fare ricerca ad altissimi livelli internazionali. Il direttore Stramaglia sottolinea invece che il laboratorio offre a studenti e dottorandi l’occasione di lavorare su tecnologie con applicazioni concrete.
Aiutaci a crescere: lasciaci un like :)