Una superficie capace di rilevare il contatto e trasformarlo in un segnale elettrico è al centro del lavoro del gruppo guidato da Anna Maria Coclite nel nuovo ThinFilm Lab del Dipartimento interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari. La tecnologia guarda anche alle protesi del futuro, ma le prime sperimentazioni riguardano soprattutto le pinze robotiche per l’agricoltura e il recupero di energia dal movimento.
Il laboratorio prosegue gli studi avviati dalla ricercatrice alla Graz University of Technology, in Austria, e si concentra su sensori a film sottili, cioè rivestimenti capaci di registrare stimoli fisici. Il loro funzionamento si basa su materiali piezoelettrici, che generano una risposta elettrica quando subiscono una pressione o una deformazione. Distribuiti su una superficie, questi elementi possono fornire a un sistema elettronico informazioni sul contatto con l’ambiente.
Dalle superfici sensibili alle applicazioni
La linea di studio è nata anche nell’ambito del progetto europeo SmartCore, dedicato all’integrazione della rilevazione di pressione, temperatura e umidità in un unico materiale ibrido. L’obiettivo è riprodurre alcune funzioni sensoriali della pelle umana. Il gruppo ha inoltre sostituito il collegamento via cavo con il Bluetooth, realizzando prototipi portatili da testare e presentare anche fuori dal laboratorio.
In ambito biomedicale, l’ipotesi è rivestire una protesi con sensori in grado di raccogliere informazioni sul contatto, contribuendo allo sviluppo di dispositivi con funzioni tattili. La rilevazione dello stimolo, però, non coincide con la possibilità per chi indossa la protesi di percepire una sensazione. Per questo le applicazioni sanitarie, compresi eventuali guanti per chirurghi, restano obiettivi di lungo periodo e richiederanno ulteriori sviluppi e verifiche cliniche.
Pinze agricole ed energia dal movimento
Nel breve periodo, una delle applicazioni più concrete riguarda l’agritech. I ricercatori studiano l’inserimento dei sensori nelle pinze dei bracci robotici utilizzati per la raccolta in serra. Le informazioni sul contatto potrebbero integrare quelle della visione artificiale, aiutando a distinguere i frutti maturi da quelli acerbi e ad adeguare la presa alle caratteristiche dei prodotti.
Il team valuta anche sistemi capaci di regolare automaticamente l’apertura delle pinze, così da manipolare frutti diversi senza doverle sostituire. Un’altra linea riguarda l’impiego dei film sottili in suole e pavimentazioni per recuperare parte dell’energia meccanica prodotta camminando o correndo. Tra gli scenari ipotizzati c’è la possibilità di contribuire, in futuro, alla ricarica di dispositivi elettronici, ma il risultato dipenderà dalla quantità di energia effettivamente recuperabile e dall’efficienza dell’accumulo.
Coclite è professoressa ordinaria a Bari dal 5 febbraio 2024, dopo la formazione nell’ateneo pugliese e le esperienze al Massachusetts Institute of Technology di Boston e alla Graz University of Technology. Il percorso ha ricevuto un ERC Starting Grant da circa 1,5 milioni di euro nel 2016 per SmartCore e un ERC Proof of Concept da 150 mila euro nel 2023, destinato a valutare le possibili applicazioni dei risultati.