I muscoli artificiali biodegradabili rappresentano una svolta green nel campo della robotica morbida. . Tuttavia, solo perché i muscoli artificiali possono avere un forte impatto sociale durante l’uso, non significa che debbano lasciare un forte impatto ambientale dopo l’uso.
Il tema della sostenibilità nella robotica morbida è stato messo a fuoco da un team internazionale di ricercatori del Max Planck Institute for Intelligent Systems (MPI-IS) di Stoccarda (Germania), dell’Università Johannes Kepler (JKU) di Linz (Austria) e dell’Università del Colorado (CU Boulder), Boulder (USA). Gli scienziati hanno collaborato alla progettazione di un muscolo artificiale completamente biodegradabile e ad alte prestazioni, basato su gelatina, olio e bioplastica. Gli HASEL sono sacchetti di plastica riempiti di olio e parzialmente coperti da una coppia di conduttori elettrici chiamati elettrodi. L’applicazione di una tensione elevata attraverso la coppia di elettrodi provoca l’accumulo di cariche opposte su di essi, generando una forza tra di essi che spinge l’olio verso una regione della sacca priva di elettrodi. La migrazione dell’olio provoca la contrazione della sacca, come un vero e proprio muscolo. Il requisito fondamentale per la deformazione degli HASEL è che i materiali che compongono la sacca di plastica e l’olio siano isolanti elettrici, in grado di sostenere le elevate sollecitazioni elettriche generate dagli elettrodi carichi.
Una delle sfide di questo progetto era sviluppare un elettrodo conduttivo, morbido e completamente biodegradabile. I ricercatori della Johannes Kepler University hanno creato una ricetta basata su una miscela di gelatina e sali biopolimerici che può essere colata direttamente sugli attuatori HASEL. Gli ingegneri hanno trovato alcune bioplastiche che hanno dimostrato una buona compatibilità con gli elettrodi di gelatina e un sufficiente isolamento elettrico. Gli HASEL realizzati con una specifica combinazione di questi materiali si sono rivelati adatti a questo tipo di applicazione. Il team di ricercatori ha dimostrato il potenziale di questa tecnologia biodegradabile utilizzandola per animare una pinza robotica, che potrebbe essere particolarmente utile in impieghi monouso come la raccolta dei rifiuti. A fine vita, questi muscoli artificiali possono essere smaltiti nelle compostiere comunali e, in condizioni controllate, si biodegradano completamente entro sei mesi.
