I robot creati con la stampa 3D

La robotica riunisce tutte le tecniche utilizzate oggi per progettare robot e macchine automatiche, combinando conoscenze di elettronica, meccanica e informatica. È un settore che si è evoluto molto, alla costante ricerca di innovazioni che offrano maggiore velocità e produttività. Tecnologie come l’intelligenza artificiale e la produzione additiva permettono di spingere ancora la ricerca e di realizzare robot sempre più intelligenti. La stampa 3D è ampiamente utilizzata nella produzione di robot, sia nella fase di prototipazione che nella produzione finale, per immaginare altre forme, utilizzare altri materiali e innovare nelle funzionalità. Per questo abbiamo deciso di raggruppare alcuni dei progetti di robot stampati in 3D più interessanti, tra cui umanoidi, progetti di ricerca e macchine da assemblare da soli!

Progetti fai da te

OpenBot

La fondazione OpenBot ha l’obiettivo di rendere la robotica accessibile a tutti. Per questo, ha immaginato un piccolo robot su ruote che si controlla con uno smartphone – lo slogan del progetto è “Trasforma gli smartphone in robot”. Si monta direttamente a casa e offre una seria di funzioni. Una parte di questo robot è stata stampata in 3D, tramite la tecnologia FDM. Sono integrati diversi sensori che consentono di manipolare il robot in tutta tranquillità. Attualmente sono disponibili diversi modelli, con prezzi che vanno dai 100 ai 400 dollari.

Crediti foto: OpenBot

Il X-kit di AOSEED

Il progetto DIY di AOSEED offre ai bambini di tutte le età e alle menti creative l’opportunità di trasformare le loro idee in realtà. Con l’X-KIT è possibile creare robot giocattolo utilizzando la progettazione 3D, la stampa 3D e la codifica. L’applicazione Hub anclever facilita la progettazione di parti che possono essere trasformate in modelli stampati in 3D, compatibili con qualsiasi stampante 3D. Che tu voglia costruire camion o robot intelligenti, le possibilità sono infinite. Il design 3D modulare offre più di 650 componenti robotici, consentendo di creare nuovi modelli. Per la codifica dei robot sono disponibili due modalità diverse, a seconda del livello di conoscenza. I robot possono essere controllati tramite il programma e una console. Il kit per la creazione di robot è attualmente disponibile al prezzo di 179 dollari.

Crediti foto: AOSEED

TOPS, il robot a quattro zampe stampato in 3D

TOPS (Transverser of Planar Surfaces) è un robot quadrupede parzialmente stampato in 3D, progettato da Aaed Musa, studente all’università di Purdue. Ispirato al robot openDogV3 di James Bruton, la costruzione di TOPS ha richiesto 4 mesi ed è costata 3300 dollari. Con un peso totale di 13,43 kg, circa un terzo di questo peso, 4,53 kg, proviene da parti stampati in 3D su una stampante 3D Creality CP-01. Anche i piedi del robot sono stampati in 3D e rivestiti di silicone, progettati per imitare il movimento naturale di un vero cane. Il successo è stato tale che il creatore è riuscito a far ballare il robot, come mostra il video qui sotto:

Otto DIY

Otto DIY è un robot interattivo ed educativo progettato per introdurre i bambini alla robotica e al coding. Sviluppato con il supporto di HP, Otto è disponibile in tre versioni: il kit HP Otto Builder, in cui le parti sono già stampate e il robot può essere dotato di ruote, motore e strumenti aggiuntivi per produrre suoni e melodie. Nel kit DIY Builder, le parti stampate in 3D sono anch’esse fornite, richiedendo semplicemente l’assemblaggio dell’elettronica per farlo funzionare. Per quanto riguarda il kit DIY Maker, viene fornito con una guida di stampa e modelli open source, ideale per chi ha una stampante 3D e vuole personalizzare il suo robot. Dopo la stampa, è necessario installare l’elettronica fornita e programmare i movimenti di Otto. Il risultato non è solo un’introduzione alla robotica, ma anche un’esperienza divertente e gratificante.

Robot umanoidi

Robot Atlas di Boston Dynamics

I robot umanoidi Atlas di Boston Dynamics hanno fatto scalpore grazie alle loro performance in un percorso ad ostacoli. Anche se hanno già ottenuto un certo successo,  Boston Dynamics intende testare i limiti del possibile e sviluppare ulteriormente Atlas in modo che i robot possano resistere a situazioni estreme. Per sviluppare i robot Atlas, l’azienda si è affidata a componenti stampati in 3D. Ad esempio, le gambe sono stampate in 3D, rendendo possibile l’integrazione di tubi idraulici nella struttura. La produzione additiva è stata utilizzata anche per produrre servovalvole personalizzate.

Reachy di Pollen Robotics

L’azienda francese Pollen Robotics ha sviluppato Reachy, un umanoide espressivo open-source, programmabile in Python e stampato in 3D. Dotato di un busto, di una testa e di braccia, questo robot eccelle nell’interazione con le persone e nella manipolazione di oggetti. L’innovazione risiede nella sua recente capacità di muoversi grazie a una nuova base mobile che offre una navigazione fluida e una rilevazione automatica dell’ambiente. Dotato di tre ruote omnidirezionali, di numerosi sensori e di un LiDAR per la mappatura, Reachy può ora accedere a un’ampia gamma di applicazioni e a uno spazio di lavoro più esteso. La sua testa può muoversi liberamente e le sue antenne consentono di trasmettere emozioni. Inoltre, le sue braccia, con dimensioni e movimenti simili a quelle di un adulto, possono sollevare fino a 500 grammi.

Il robot PIL

Il PIB (o Printable Intelligence Bot) è un robot umanoide che può essere stampato in 3D a casa. Sviluppato dall’azienda tedesca PIB.Rocks, il robot è uno strumento educativo versatile e personalizzabile progettato per coinvolgere gli studenti nell’apprendimento delle materie STEM. Grazie alla sua progettazione modulare, gli utenti possono facilmente aggiungere e aggiornare componenti come sensori e controller, offrendo un’ampia varietà di attività e progetti educativi. Aggiornamenti e accessori sono disponibili per il download sul sito web dell’azienda, insieme a guide dettagliate che aiutano gli utenti a costruire correttamente il proprio robot. Inoltre, il PIL è dotato di un’interfaccia di programmazione grafica che lo rende accessibile a tutti i livelli di abilità. Progettato per stimolare la curiosità e la creatività, PIB mira a rendere l’apprendimento delle competenze STEM divertente e stimolante per i giovani studenti.

Crediti foto: Ron Hübner, NN

Progetti di ricerca

Pleurobot

Pleurobot si presenta sotto forma di una salamandra stampata in 3D ed è stato progettato dalla Scuola Politecnica Federale di Losanna, in Svizzera. Imitando i movimenti dell’animale, questo robot consentirà di fare avanzare le ricerca in materia di anatomia e motilità. Le ricerche potranno anche focalizzarsi sull’evoluzione del passaggio da un animale che nuota a uno che cammina. Inoltre, gli ingegneri svizzeri hanno replicato un sistema nervoso utilizzando componenti elettronici grazie a una scansione accurata di una vera salamandra. Dotato di motori, Pleurobot può nuotare, strisciare e camminare come i suoi omologhi anfibi.

“Micro-bristle-bots”

La maggior parte dei robot progettati dall’uomo sono di grandi dimensioni, ma non è sempre così. I ricercatori del Georgia Institute of Technology hanno sviluppato microscopici robot stampati in 3D. Chiamati “micro-bristle-bots”, sono appena visibili a occhio nudo e possono essere controllati da minuscole vibrazioni. Come le formiche, i microscopici robot lavorano in squadra e sono in grado di trasportare materiali. Per realizzare i “micro-bristle-bots”, il team del Georgia Tech ha utilizzato la stampante 3D Photonic Professional GT di Nanoscribe, basata sul processo di polimerizzazione a due fotoni. Secondo il produttore, questa tecnologia consente di ottenere un grande livello di precisione e di dettaglio ed è perfettamente adatta alla microstampa.

Robot flessibili creati con la stampa 3D

Alla Jacobs School of Engineering dell’Università della California, San Diego, gli ingegneri hanno lavorato sulla robotica flessibile, cioè sulla costruzione di robot con materiali flessibili, ispirati ai movimenti degli organismi viventi. In un recente progetto, i ricercatori hanno progettato e testato robot stampati in 3D che assomigliano a insetti. Utilizzando macchine FDM e filamenti di plastica come ABS e PLA, gli insetti sono stati realizzati con un processo di flessoscheletro. Non è la prima volta che la scuola realizza un progetto di questo tipo.

Micro-robot

Negli ultimi anni, ricercatori dell’Università di Purdue, situata nell’Indiana, negli Stati Uniti, si sono concentrati sullo sviluppo di micro-robot della larghezza di un capello umano. Questi minuscoli robot possono muoversi nell’acqua a una velocità di due millimetri al secondo e possono essere controllati a distanza per regolare la loro traiettoria. Nonostante il loro aspetto semplice, con solo una testa e una coda, questi micro-robot dimostrano un notevole potenziale. La loro coda, fatta di idrogel, è stata progettata utilizzando la tecnica di stampa 3D con polimerizzazione a due fotoni. Questo approccio permette al micro-robot di adattarsi a diversi ambienti mantenendo la sua efficienza.

Robot ispirati alla natura

Tra gli istituti che sperimentano l’uso della stampa 3D per la creazione di robot morbidi c’è l’Istituto Italiano di Tecnologia (ITT), con sede a Genova. Qui i ricercatori stanno cercando di realizzare progetti di robotica morbida che uniscano nuove tecnologie e biomimetica. Tra questi i ricercatori hanno ideato il progetto I-Seed per sviluppare una nuova generazione di robot miniaturizzati flessibili, autonomi e biodegradabili utilizzando la stampa 4D. Questi robot, ispirati ai semi delle piante, sarebbero in grado di analizzare e monitorare la temperatura e l’umidità del suolo e dell’aria, e di rilevare la presenza di sostanze inquinanti. Un altro progetto interessante è quello di Filobot, un robot capace di auto-generarsi, ispirato alle piante rampicanti. Il robot ha una testa rotante che deposita un filamento termoplastico (con un processo FDM), che va così a creare ed allungarne via via il corpo. Grazie a sensori di movimento, il robot è in grado di orientarsi e muoversi rispondendo agli stimoli ricevuti dall’esterno, tra cui gravità, luce e ombra, proprio come una vera pianta. Per gli scienziati, il progetto potrà aiutare ad esplorare zone inospitali o inaccessibili all’uomo.

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