Muscoli artificiali: saremo tutti cyborg un giorno? - Forse.
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Per quanto decine di migliaia di anni di evoluzione ci abbiano affinato nel corpo e nella mente, i muscoli artificiali pensati, progettati e (tra qualche tempo) prodotti non avranno rivali se confrontati a quelli che la natura ci ha donato.

Questa è un po’ la filosofia che hanno portato avanti gli ingegneri dell’Università dell’Illinois che hanno appunto sviluppato delle fibre muscolari in fibra di carbonio e silicone. Muscoli che hanno la capacità di sollevare oltre 12 mila volte il proprio peso, e che in un futuro prossimo potrebbero essere impiegati per la creazione di protesi, impianti ortopedici o robot dall’incredibile forza e agilità.

Gli scienziati dell’UIC hanno raggiunto ottimi risultati mentre cercavano di perfezionare una precedente versione di muscoli artificiali portata avanti dai colleghi dei laboratori del NanoTech Institute dell’Università del Texas: un super-muscolo, realizzato con fili di nylon ritorti su sé stessi, fino a modellare una struttura che ricorda una molla.

COME

L’idea da cui sono partiti era quella di tenere la conformazione “avvolta” dei sottili cavi di nylon ma sfruttando un materiale diverso, i ricercatori, quindi, hanno scelto la fibra di carbonio (che sopporta bene le sollecitazioni ma è allo stesso tempo leggera) resa più elastica con l’aggiunta di una sorta di silicone. 

Per avere un risultato il più possibile simile alla contrazione dei muscoli umani, i ricercatori hanno ideato una soluzione semplice quanto efficace: si fa passare una lieve corrente elettrica alle estremità, di conseguenza il silicone si scalda e preme verso l’esterno le fibre di carbonio, facendo espandere il diametro del muscolo e riducendone la lunghezza. In questo modo si solleva il peso applicato.

ESITI

Le prestazioni sono a dir poco eccezionali. Un filamento del muscolo artificiale con uno spessore di 4,4 mm è riuscito a sollevare un contenitore con quasi 2 litri d’acqua di 3,6 cm, con una tensione applicata di soli 0,172 volt per cm di lunghezza.

Vale a dire che è arrivato ad alzare un peso 12.600 maggiore del proprio, ma cosa ancor più straordinaria e che ha sopportato una tensione meccanica di circa 60 Megapascal e prodotto un lavoro specifico (cioè una variazione di energia per unità di peso) 18 volte maggiore di quello prodotto dai muscoli umani.

NEXT STEP

Ora il passo successivo dei ricercatori sarà quello di sviluppare un sistema su tre distinti fronti: integrazione di materiali conduttivi, riduzione del tempo di risposta ed estensione della vita utile. Successivamente si passerà alo sviluppo di tecniche di intelligenza artificiale per la gestione e il controllo dei muscoli, l’ultima fase prima di ottenere dai muscoli artificiali il movimento e la flessibilità di quelli naturali.

 

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