Dall’Istituto Italiano di Tecnologia un nuovo dispositivo “soft” e indossabile che riproduce il senso del tatto

Da Genova – Un nuovo sensore tattile “soft”, in grado di rilevare forze di diversa intensità che lo possano stimolare meccanicamente in diverse direzioni spaziali, cioè sia frontalmente che trasversalmente: è l’ultima invenzione del Center for Micro-BioRobotics (CMBR) dell’Istituto Italiano di Tecnologia a Pontedera (Pisa), destinata ad aprire la strada a molteplici applicazioni innovative nel campo dei dispositivi touch.

Il sensore è stato realizzato dal gruppo coordinato da Lucia Beccai, ricercatrice al centro CMBR dell’IIT a Pontedera, ed è descritto nell’articolo “Flexible three-axial force sensor for soft and highly sensitive artificial touch” pubblicato dalla rivista scientifica internazionale Advanced Materials, che gli dedica la seconda copertina.

Sottile e flessibile, questo dispositivo è più di un semplice sensore di pressione: grazie alla capacità di percepire forze provenienti da differenti direzioni, rappresenta infatti un touch-sensor a tre assi con un ampio range di funzionamento e può rilevare con altissima sensitività sia un lieve tocco – come, ad esempio, una carezza – sia sollecitazioni anche più forti, come quelle percepite dall’uomo quando esegue la presa di un oggetto pesante e sfrutta la sensazione tattile per evitare che gli scivoli di mano.

Adattabile alla forma delle superfici su cui viene posizionato e resistente ad un utilizzo ripetuto, il nuovo sensore è stato realizzato sovrapponendo diversi strati di materiale conduttivo, polimeri elastici e a base di silicone. Le sue proprietà derivano dalla sua struttura, la quale sfrutta sia le caratteristiche fisiche dei singoli materiali, sia il risultato della loro alternanza: due strati di tessuto conduttivo racchiudono una pellicola di isolante a base di silicone (fluoro-silicone) che, non aderendo perfettamente allo strato superiore, permette il formarsi di un sottile cuscinetto d’aria. Tale cuscinetto garantisce una maggiore comprimibilità del sensore senza alterarne le caratteristiche fisiche di base, ma aumentandone la sensibilità in maniera decisiva. I tempi di risposta (nell’ordine dei millesimi di secondo) sono molto simili ai tempi di elaborazione delle sensazioni tattili in natura, come avviene per esempio nella pelle dell’uomo e nelle radici delle piante che esplorano il suolo.

Il sensore tattile è quindi in grado di percepire il tocco sia quando è sfiorato da una piuma, sia se viene afferrato e colpito. Inoltre, al contrario dei suoi omologhi presenti ad oggi sul mercato – spesso costruiti con processi complessi e costosi – i materiali utilizzati sono tutti a basso costo e il suo processo di fabbricazione è facilmente riproducibile. Un aspetto importante che lo rende adatto alla produzione su larga scala.

Le potenziali applicazioni del nuovo dispositivo progettato dall’IIT sono numerose. Ad esempio, potrà essere utilizzato per sviluppare interfacce uomo/macchina intelligenti e per rivestire ambienti in cui si vuole ottenere un’interattività più naturale basata sul tatto – in particolare, nei dispositivi “touch” di una casa o di un’auto – oppure come tessuto “intelligente” indossabile, capace di leggere parametri vitali come il battito cardiaco o in applicazioni biomedicali, come ad esempio per restituire il senso del tatto tramite protesi di mano intelligenti.

Questo risultato conferma il successo delle ricerche condotte al Center for Micro-BioRobotics (CMBR) dell’IIT in ambito di sensori tattili “soft” e biomimetici, che nel 2013 hanno anche portato all’avvio della start-up SEM Plus, che oggi ha sede nella Silicon Valley (California) e che lo scorso febbraio ha partecipato al primo barcamp nella storia di WallStreet, durante la missione internazionale organizzata da ItaliaCamp per presentare le 13 start-up italiane più promettenti agli investitori americani interessati ai progetti di impresa made in Italy