Dal vuoto la tecnologia per i robot spaziali del futuro

Si prospetta una vita più facile per i futuri robot spaziali destinati alle operazioni di manutenzione in orbita , all’ esplorazione di lune e pianeti oppure ad assistere i movimenti dei satelliti e dei telescopi spaziali. Potranno infatti muoversi in modo più fluido ed essere più leggeri ed economici grazie a speciali 'muscoli' che sfruttano il vuoto , messi a punto in Italia da Scuola Superiore Sant’Anna, Università di Trento e Istituto Italiano di Tecnologia a Pontedera (Pisa). Descritta sulla rivista Nature Communications, la tecnologia ha permesso di realizzare una nuova classe di attuatori elettrostatici , che convertono l'energia in movimento sfruttando le proprietà elettriche del vuoto e che per questo sono più leggeri.

“Abbiamo individuato una soluzione che dimostra come il vuoto, da sempre considerato un ambiente critico per la robotica, possa diventare un alleato per realizzare sistemi più leggeri, efficienti e affidabili per le missioni del futuro”, dice il primo autore dello studio Ion-Dan Sirbu, dall’Istituto di Intelligenza meccanica della Scuola Superiore Sant’Anna. Da un limite per i sistemi meccanici, come è sempre stato percepito, il vuoto diventa una risorsa grazie alla ricerca italiana . Finora, infatti, se utilizzati nello spazio i motori elettrici hanno problemi di surriscaldamento e richiedono lubrificanti speciali , con conseguenze su costi, affidabilità e prestazioni. I nuovi meccanismi che sfruttano il vuoto sono privi di ingranaggi, non richiedono lubrificanti e risultano compatibili con i materiali e gli standard già utilizzati nelle missioni spaziali. I primi risultati sperimentali hanno dimostrato la capacità di generare movimenti rapidi e forze significative, con un rapporto potenza-peso elevato e un consumo energetico ridotto .

La stessa tecnologia, osservano i ricercatori, potrà essere utilizzata per i robot destinati a esplorare i fondali degli oceani o ambienti industriali ad alta criticità .

“Il peso ridotto dei nostri attuatori rappresenta un fattore determinante nelle applicazioni spaziali, dove ogni chilogrammo aggiuntivo incide significativamente sui costi di lancio in orbita”, osserva il coordinatore della ricerca Marco Fontana, dell’Istituto di Intelligenza Meccanica della Scuola Sant’Anna. Per Giacomo Moretti, professore associato presso il dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Trento, “l’assenza di aria consente al nostro attuatore di raggiungere velocità molto elevate , eliminando le perdite dovute agli attriti ” . “Un elemento chiave nello sviluppo di questi dispositivi risiede nel processo di fabbricazione, basato sulla deposizione di sottili film isolanti flessibili, che consente al dispositivo di operare in modo affidabile”, osserva Virgilio Mattoli, ricercatore presso il Center for Materials Interfaces dell’Istituto Italiano di Tecnologia.