La mano che afferra senza toccare attraverso le onde sonore

Onde sonore e stampa 3D sono alla base della costruzione della prima mano robotica capace di afferrare gli oggetti senza toccarli. È stata ideata al Politecnico di Zurigo da Marcel Schuck per spostare e manipolare gli oggetti più delicati e promette di avere ricadute economiche importanti se applicata su larga scala.

La tecnologia, rileva Schuck, potrebbe essere di interesse per l'industria dei microchip e per quella dell'orologeria, per manipolare i minuscoli e costosi componenti: «Le ruote dentate, per esempio, vengono ricoperte di lubrificante che può essere facilmente danneggiato, anche dal tocco più delicato».

Sviluppata nell'ambito del progetto «No-Touch Robotics», la mano robotica è una sorta di pinza formata da due semi sfere stampate in 3D e si basa su un effetto sfruttato da oltre 80 anni, quello della levitazione acustica che usa la pressione esercitata dalle onde acustiche, in particolare dagli ultrasuoni che l'uomo non può sentire, per mantenere in aria piccoli oggetti. I punti di pressione vengono creati quando le onde acustiche si sovrappongono e all'interno di questi punti possono essere intrappolati gli oggetti che, di conseguenza, sembrano fluttuare liberamente nell'aria, in una trappola acustica.

Le semisfere con microaltoparlanti che generano le onde acustiche alla base della mano robotizzata

Per ottenere la mano robotica, Schuck ha inserito numerosi piccoli altoparlanti nelle due semisfere, che sono controllate da un software che consente anche di controllare gli altoparlanti, in modo che i punti di pressione possano essere spostati. L'obiettivo è quello di cambiare la loro posizione in tempo reale senza che l'oggetto sospeso cada a terra. Il software infatti regola la «trappola acustica» in base alla forma dell'oggetto da sollevare.

Il principio ha anche un vantaggio economico: quando si lavora con un robot convenzionale, è necessaria una pinza diversa per quasi ogni nuova forma. La pinza robotica acustica elimina la necessità di un vasto set di costose pinze ad alta precisione.