Riassunto analitico
L’octopus vulgaris ha sempre destato una grande curiosità nel campo della robotica biomimetica. Da un punto di vista ingegneristico, infatti, i suoi tentacoli presentano caratteristiche molto particolari, come la sua elevata capacità di curvatura in tutte le direzioni, la velocità di estensione e la capacità di variare la sua rigidezza.
Questa curiosa creatura, nonostante l’apparente semplicità sembra dare molte risposte a robotici impegnati nel campo del controllo e della cinematica, soprattutto riguardo a materiali e sistemi di attuazione per una nuova generazione di robot.
Nell’octopus queste capacità motorie sono ottenute grazie alla caratteristiche idrostatica dei suoi muscoli e dalla loro disposizione all’interno del tentacolo.
Prendendo ispirazione da questo, è stato avviato un ampio progetto di studio e di analisi sul design e che potrebbe influire sullo sviluppo di nuovi principi di attuazione, sensorizzazione e controllo per robot con prestazioni incrementate in termini di destrezza, controllo e flessibilità. In particolare, è stato disegnato un robot compliante di materiale cedevole, composto da elementi attivi disposti seguendo la scelta compiuta dalla Natura ed in grado di contrarsi così da riprodurre le performance del tentacolo.
In questo lavoro di tesi è stato svolto uno studio preliminare sulle caratteristiche passive del materiale biologico, come parte integrante di una caratterizzazione biomeccanica completa dei tessuti del tentacolo. Le prove sono state eseguite su porzioni di tentacolo di octopus vulgaris usando metodi e strumenti ingegneristici quali la misura dell’elasticità attraverso curve di sforzo – deformazione.
I dati provenienti da questa indagine sono stati poi utilizzati come riferimento per la scelta dei materiali da utilizzare in quanto in grado di riprodurre il comportamento del tentacolo naturale.
Infine sono presentati i modelli ed i tentativi compiuti nella fabbricazione di un sistema di attuazione che, sfruttando i principi dei polimeri elettroattivi (EAP) e la disposizione anatomica naturale, fornisce al tentacolo robotico un range di movimento ed una forza incrementati rispetto ai risultati ottenuti seguendo approcci roboticamente più tradizionali.
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