FiberMotor, il motore sottile come un filo che potrebbe trasformare i vestiti in esoscheletri
Immagina di indossare un normale paio di pantaloni e scoprire che il tessuto può aiutarti a piegare il ginocchio, accompagnare un movimento o sostenere parte dello sforzo muscolare. Non servirebbero necessariamente grandi strutture metalliche: un giorno, la forza potrebbe arrivare direttamente dai fili integrati negli indumenti. È questa la prospettiva aperta da FiberMotor, un minuscolo motore flessibile sviluppato dai ricercatori del Politecnico federale di Losanna (EPFL), in Svizzera.
FiberMotor misura appena 1-3 millimetri di diametro e trasforma l’energia elettrica in movimento lineare. A differenza dei motori tradizionali, non ha bisogno di ingranaggi o trasmissioni rigide. Il progetto è ancora sperimentale, ma offre un possibile punto di partenza per vestiti robotici, protesi leggere e dispositivi che assistono la mobilità.
Come funziona il motore grande quanto un filo
Il segreto sta in due fibre cave concentriche, una inserita dentro l’altra. Attorno a ciascuna fibra sono avvolti sottilissimi elettrodi di rame isolati. Applicando una tensione elettrica, le forze elettrostatiche spingono gli elettrodi ad allinearsi ripetutamente, facendo scorrere la fibra interna rispetto a quella esterna. Il risultato è un movimento simile a quello di un telescopio che si allunga e si accorcia.
Questa struttura permette al motore di funzionare in entrambe le direzioni e di rimanere flessibile. Inoltre, se chi indossa il dispositivo si muove in senso contrario rispetto all’azione del motore, le fibre possono scorrere anziché bloccare meccanicamente l’articolazione. È una caratteristica interessante per progettare sistemi che seguano più naturalmente i movimenti umani.
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I risultati dei test: dal cioccolato al dito robotico
Nei test, un singolo FiberMotor ha sostenuto un carico statico equivalente a circa 75 grammi. Un gruppo di quattro motori è riuscito a sollevare una tavoletta di cioccolato da 46 grammi e a piegare un dito robotico azionato da tendini. Il gruppo di ricerca ha anche integrato un motore in un prototipo di indumento progettato per adattarsi al ginocchio.
Questi risultati non significano che un paio di pantaloni motorizzati possa già sostenere il peso di una persona o farla camminare autonomamente. Dimostrano invece che piccole unità flessibili possono generare forze utilizzabili e, in prospettiva, lavorare insieme all’interno di un tessuto.
Vestiti intelligenti, protesi ed esoscheletri morbidi
Le applicazioni immaginate dai ricercatori includono esoscheletri morbidi per assistere la mobilità, protesi più leggere e sistemi tattili per la realtà virtuale. Anziché concentrare la potenza in un unico motore rigido, un indumento potrebbe distribuire numerosi attuatori sottili lungo le zone del corpo in cui serve assistenza.
Restano comunque ostacoli importanti. Occorre migliorare forza, durata e affidabilità, oltre a integrare alimentazione elettrica, isolamento e controlli adatti all’uso quotidiano. I ricercatori vogliono anche sfruttare sensori e dati sul movimento per adattare l’azione del motore alle intenzioni di chi lo indossa. Il primo autore dello studio, Sylvain Schaller, ha fondato la startup Elecsyor per lavorare alla commercializzazione della tecnologia.
FiberMotor non è ancora un prodotto pronto da acquistare e non rappresenta una soluzione clinica già validata. Ma suggerisce una direzione affascinante: in futuro, un dispositivo di assistenza potrebbe assomigliare molto meno a una macchina da indossare e molto più a un comune capo di abbigliamento.
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