Svelare il futuro della tecnologia nascosta
Nonostante i progressi nell’elettronica compiuti nel corso dei decenni, persino i cosiddetti dispositivi “intelligenti”, anche se molto più piccoli e portatili dei loro predecessori, non offrono affatto un’integrazione perfetta nella vita di tutti i giorni. Una delle principali barriere rimane la relativamente inflessibile applicazione di progettazione degli attuali dispositivi digitali. Il progetto SOFTMAP è stato avviato per sviluppare applicazioni ad alta tecnologia integrate e diffuse che, secondo il coordinatore del progetto, il prof. Siegfried Bauer, “dovrebbero diventare sempre più indispensabili per migliorare la sicurezza e la qualità della vita, senza compromettere la comodità.” Allo scopo di fare questo SOFTMAP ha esaminato delle opzioni nel campo della “elettronica flessibile”, sfruttando le capacità di allungamento della materia soffice (liquidi, polimeri, schiume, gel, gomma ecc.). Elettronica flessibile, robot soffici ed energia recuperata Lo sviluppo di SOFTMAP dell’elettronica flessibile ha dato origine a una gamma di prodotti dimostrativi. Ad esempio, la creazione di componenti elettronici impercettibili sotto forma di una lamina, 27 volte più sottile della carta, che può essere allungata e persino stropicciata come un pezzo di carta, senza danneggiare i circuiti. Usando un approccio simile, il progetto ha sviluppato anche matrici ultra leggere di celle solari in perovskite stabili all’aria che, con la loro elevata potenza in rapporto al peso, sono state in grado di far volteggiare dei modelli di aeroplano nei cieli del campus. Altri importanti sviluppi hanno incluso dei semiconduttori organici legati all’idrogeno; batterie allungabili e ricaricabili e attuatori soffici con corsa molto lunga con un record mondiale per quanto riguarda la variazione dell’area. Oltre a facilitare le interfacce umane con la tecnologia digitale, i progressi di SOFTMAP sono stati applicati anche alla robotica. La maggior parte dei robot contengono sistemi di alimentazione, sensori e controlli in un progetto “rigido”, che li rende incapaci di realizzare dei compiti più delicati. Al contrario, il “robot soffice” di SOFTMAP si è inspirato allo studio della meccanica naturale che consente instabilità strutturali quali ad esempio cedimento, rottura, corrugamento e accartocciamento. Il progetto ha applicato lo stesso cambiamento di paradigma anche al settore dell’energia rinnovabile. Come riassume il professore, “Noi abbiamo mostrato che questi sistemi “soffici” convertono in modo efficiente l’energia meccanica in energia elettrica, rendendoli potenzialmente interessanti per la raccolta dell’energia meccanica proveniente da camminata umana, venti e onde dell’oceano.” Effettuando degli esperimenti con generatori che sfruttano il moto ondoso, si è scoperto che la gomma naturale è un materiale della materia soffice che potrebbe contribuire significativamente alla sostenibilità della produzione di energia rinnovabile. Ampliare la gamma dei dispositivi digitali invisibili, spesso letteralmente Il prof. Bauer fa notare che fino a relativamente poco tempo fa quest’area della ricerca era vista come una branca alquanto insolita della scienza dei materiali e che SOFTMAP è stato determinante per ribaltare questa visione. Come spiega, “Prima dell’inizio del progetto SOFTMAP una tale visione non era molto più di una pia illusione.” Adesso – prosegue – il settore è diventato “Un’area distinta e in rapida crescita, con progetti di nicchia che stanno già entrando nel mercato.” Alcuni dei prodotti del progetto hanno già subito la commercializzazione. Ad esempio, l’impresa spin-off isiQiry offre nuove soluzioni per interfacce uomo-macchina attraverso tecnologie di sensori ottici sviluppate dal progetto SOFTMAP. Inoltre, l’iniziativa austriaca “plastiche intelligenti” che sviluppa la tecnologia di stampaggio con inserimento di film che consente la perfetta integrazione, efficiente in termini di costi, di caratteristiche elettriche, opto elettriche o elettromeccaniche in prodotti plastici modellati in 3D, trae direttamente beneficio dal progetto. SOFTMAP contribuisce anche a “WetFeet”, il progetto di ricerca europeo che promuove l’utilizzo di generatori di energia soffici che sfruttano il moto ondoso. Guardando al futuro di quelli che chiama “Sistemi nascosti, virtualmente indistinguibili dal nostro ambiente,” il prof. Bauer parla del suo obiettivo di mettere insieme, “materiali in apparenza antagonistici con materiali da laboratorio personalizzati open-source e modellazione.” Le sue aspirazioni arrivano fino all’integrazione (stampa) di funzioni da trasduttore dalla plastica al legno e a lamine di acciaio oltre alla creazione di circuiti elettrici biodegradabili mediante anodizzazione compatibile con la stampa, a basso costo e bassa temperatura, e all’ampliamento della tecnologia fino alla stampa 3d scalabile.
Parole chiave
SOFTMAP, materia soffice, macchine soffici, tecnologia nascosta, internet delle cose, energia recuperata, energia rinnovabile, dispositivi digitali, tecnologia intelligente, stampa 3D, robotica
