I robot possono essere programmati per sollevare un’auto e persino aiutare a eseguire alcuni interventi chirurgici, ma quando si tratta di raccogliere un oggetto che non hanno mai toccato prima, come un uovo, spesso falliscono miseramente. Ora, gli ingegneri hanno escogitato un polpastrello artificiale che supera questa limitazione . L’avanzamento consente alle macchine di percepire le trame di queste superfici proprio come fa la punta di un dito umano….
[Quando] i ricercatori dell’Università di Bristol hanno iniziato a progettare un polpastrello artificiale nel 2009, hanno usato la pelle umana come guida. Il loro primo polpastrello, assemblato a mano, aveva all’incirca le dimensioni di una lattina. Nel 2018 sono passati alla stampa 3D. Ciò ha permesso di rendere la punta e tutti i suoi componenti delle dimensioni dell’alluce di un adulto e creare più facilmente una serie di strati che si avvicinano alla struttura multistrato della pelle umana. Più recentemente, gli scienziati hanno incorporato reti neurali nel polpastrello, che chiamano TacTip. Le reti neurali aiutano un robot a elaborare rapidamente ciò che sta rilevando e a reagire di conseguenza, apparentemente proprio come un vero dito.
Nella punta delle dita, uno strato di terminazioni nervose si deforma quando la pelle entra in contatto con un oggetto e dice al cervello cosa sta succedendo. Questi nervi inviano segnali “veloci” per aiutarci a evitare di far cadere qualcosa e segnali “lenti” per trasmettere la forma di un oggetto. I segnali equivalenti di TacTip provengono da una serie di proiezioni a forma di spillo sotto uno strato superficiale gommoso che si muovono quando la superficie viene toccata. Gli spilli dell’array sono come le setole di una spazzola per capelli: rigide ma pieghevoli. Sotto quell’array c’è, tra le altre cose, una telecamera che rileva quando e come si muovono i birilli. La quantità di piegatura dei perni fornisce il segnale lento e la velocità di piegatura fornisce il segnale veloce. La rete neurale traduce quei segnali nelle azioni del polpastrello, rendendolo ad esempio più stretto, o regolando l’angolo del polpastrello….
In un secondo progetto, il team di Lepora ha aggiunto più pin e un microfono a TacTip. Il microfono imita un’altra serie di terminazioni nervose nel profondo della nostra pelle che percepiscono le vibrazioni percepite mentre facciamo scorrere le dita su una superficie. Queste terminazioni nervose migliorano la nostra capacità di sentire quanto sia ruvida una superficie. Il microfono ha fatto lo stesso quando i ricercatori hanno testato la capacità del polpastrello potenziato di differenziare tra 13 tessuti.
L’articolo sottolinea che durante i test, l’output del polpastrello artificiale ” corrispondeva strettamente ai modelli di segnalazione neuronale dei polpastrelli umani sottoposti agli stessi test”.