Robot liquidi come… cellule per esplorare ambienti estremi

Tutto sul progetto COgITOR che svilupperà un sistema cibernetico, sferico e… “touch screen”, alimentato da gradienti termici e autoriparabile

Coordinato dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e con la partecipazione di scienziati svizzeri dell’EMPA di Dübendorf, San Gallo e Thun, il progetto COgITOR mira a sviluppare un sistema cibernetico sferico e liquido che possa essere utilizzato in ambienti estremi o su altri pianeti.
Nell’ambito dell’iniziativa, i ricercatori di diversi Paesi vogliono sviluppare un nuovo concetto di sistema cibernetico artificiale che deriva il proprio nome dalla massima di Cartesio, al secolo René Descartes: “Cogito, ergo sum”.
Esso è finanziato dall’Unione Europea con circa 3,5 milioni di euro per i prossimi quattro anni nell’ambito del programma Horizon 2020.
Si ispira alle nuove tendenze della robotica che mirano a ridurre, se non eliminare, la rigidità meccanica dei sistemi.
Sarà sferico, coperto da una pellicola sensibile, simile a un “touch screen”, che gli permetterà di adattare la sua forma all’ambiente, proprio come un’ameba, e sarà equipaggiato con un sistema di generazione di energia basato sui gradienti termici.

Un nuovo processo renderà il cotone ignifugo e confortevole

Mezzi ideali per affrontare i fondali oceanici e gli altri pianeti

L’obiettivo è quello di creare un sistema cibernetico fluido ispirato alle cellule biologiche, adatto ad esplorare ambienti estremi come i fondali dell’oceano o luoghi con forti campi magnetici, ma anche per osservare altri pianeti.
È stato progettato e l’attività è stata coordinata da Alessandro Chiolerio, ricercatore dell’IIT, che ha già lavorato al Max Planck Institute for Microstructure Physics in Germania e al Jet Propulsion Laboratory della NASA.
Oltre al team del ricercatore dell’EMPA Artur Braun, il consorzio comprende anche Andrew Adamatzky dell’Università di Bristol, Carsten Jost della società berlinese Plasmachem GmbH e Chiara Zocchi della Ciaotech Srl di Milano.

Fibre ottiche a nucleo liquido per innalzare la conduttività

Sfere concentriche contenenti fluidi arricchiti di nanoparticelle

Un sistema cibernetico è per definizione un sistema di regole che governano le interazioni tra un singolo soggetto e il suo ambiente esterno.
Il modello utilizzato dai ricercatori di COgITOR è una cellula vivente, cioè un sistema circondato da una membrana, pieno di liquido e minuscoli organelli (chiamati anche organuli), che svolgono funzioni specifiche, e al cui centro si trova un nucleo.
Il sistema consiste in sfere concentriche contenenti fluidi arricchiti di nanoparticelle, con un chip di silicio al centro.
“Il nostro obiettivo è quello di sviluppare un primo prototipo di sistema cibernetico liquido autonomo che possa essere utilizzato in futuro come sonda intelligente e attiva in ambienti estremi”, spiega Alessandro Chiolerio.
“Tutto questo ci permetterà di fare un altro passo verso nuove frontiere nella loro esplorazione”.

Celle solari CIGS flessibili: raggiunta efficienza record!

E l’approvvigionamento energetico sarà made-in-Switzerland

Questo piccolo robot sferico e morbido, delle dimensioni di una palla da tennis, dovrebbe idealmente autogestirsi senza un approvvigionamento energetico (esterno).
Dovrebbe invece trarre l’energia elettrica necessaria al suo funzionamento dal calore dell’ambiente (un concetto noto come “energy harvesting”). In linea di principio, dovrebbe quindi essere in grado di funzionare anche in luoghi privi di luce solare.
Il team dell’EMPA guidato da Artur Braun sta sviluppando materiali ceramici magnetoreologici che possono realizzare questa conversione di energia: hanno l’aspetto di un sottile segmento superficiale all’esterno della sfera.
Tutto ciò dovrebbe essere in grado di generare pochi nanoWatt di potenza elettrica, appena sufficiente per mantenere le funzioni di base del microchip all’interno della sfera.
Tuttavia, almeno per gli esperimenti iniziali, dovrebbe essere disponibile a beneficio degli scienziati anche un’alimentazione esterna.

In Svizzera un’inedita teoria dei segmenti automobilistici

Autorigenerazione con polimeri e nanoparticelle ferroelettriche

Per produrre il sistema COgITOR, i ricercatori prevedono di sviluppare un polimero che possa ripararsi da solo qualora fosse danneggiato.
All’interno, saranno utilizzate nanoparticelle ferroelettriche che reagiscono a un campo elettrico, utilizzando elettrodi all’interno della sfera, e che possono organizzarsi in forme coordinate come un cristallo.
Questa configurazione potrà essere attivata o disattivata accendendo o spegnendo il campo elettrico, una modalità capace di creare anche una composizione di schemi che potrebbero anche codificare informazioni.

Podcast, come riuscire ad ascoltare il… silenzio assoluto?

Una logica olografica innovativa per codificare le informazioni

“Dovremo inventare un nuovo linguaggio di programmazione per il nostro sistema, che in gergo tecnico si chiama ‘informatica non convenzionale’. Non potremo usare la logica binaria, ma dovremo fare affidamento su una logica olografica radicalmente innovativa”, aggiunge Chiolerio.
“Il nostro obiettivo per il prototipo è una capacità di memoria ridotta, equivalente a un carattere (8 bit). Tuttavia, per il futuro, puntiamo a un sistema che offra prestazioni più elevate degli attuali sistemi tradizionali”.
È questo progresso nell’informatica non convenzionale che entusiasma particolarmente il dottor Braun dei Laboratori Federali Svizzeri per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali.
“Questa è un’area su cui stiamo lavorando con i nostri partner da diversi anni”.
In sintesi, il progetto COgITOR, finanziato dall’UE, svilupperà sistemi colloidali (liquidi) cibernetici all’avanguardia in grado di effettuare svariati compiti, quali rilevamenti, calcoli, archiviazione di dati e raccolta di energia, sviluppando altresì la capacità autorigenerarsi/autoripararsi e di essere tollerante ai guasti.

La prima batteria… biodegradabile è già realtà in Svizzera

La moderna cibernetica fra Platone e le lingue protoindoeuropee

Ma quali sono i presupposti storici di un concetto simile? Le entità per metà umane e per metà macchine non sono una novità nel mondo cinematografico e nelle industrie di videogiochi.
Ciononostante, sebbene ciascuno di noi possa aver già sentito parlare di “cyborg”, si potrebbe ignorare il fatto che questa parola deriva dalla locuzione inglese “cybernetic organism”, ovvero “organismo cibernetico”.
Il termine “cibernetica” ha origini antiche, tanto da essere arrivato sino a noi dalle lingue protoindoeuropee, e inizialmente indicava pressappoco il compito, l’arte del “governare”.
La sua prima comparsa documentata, “κυβϵρνητική τεχνη” in greco antico, che letteralmente significa “l’arte del pilota”, proviene da un testo di Platone, che data al 346 avanti Cristo.
Oggi, per conferire qualità umane alle macchine o ai sistemi antropogenici si fa convenzionalmente affidamento su strumenti quali sensori, intelligenza artificiale e computer, e le tecnologie risultanti sono solitamente a stato solido.
Una circostanza capace di essere rovesciata proprio dalle avveniristiche e travolgenti “morbidezze” di CogITOR…

Un “gemello digitale” per affinare le… cure personalizzate