0:00:01.125,0:00:05.018
Nel 2015, 25 team[br]provenienti da tutto il mondo

0:00:05.042,0:00:07.768
si sono sfidati nella costruzione[br]di robot di salvataggio

0:00:07.792,0:00:09.643
capaci di svolgere diversi compiti,

0:00:09.667,0:00:11.309
come utilizzare uno strumento,

0:00:11.333,0:00:13.018
passare su terreni accidentati

0:00:13.042,0:00:14.292
e guidare una macchina.

0:00:15.292,0:00:17.333
Un'impresa sicuramente notevole,

0:00:18.458,0:00:21.250
ma osservate il corpo[br]del robot vincitore, HUBO.

0:00:22.108,0:00:24.788
Qui lo vedete mentre cerca[br]di scendere da una macchina,

0:00:24.808,0:00:26.268
e tenete in considerazione

0:00:26.292,0:00:28.359
che il video è al triplo della velocità.

0:00:28.379,0:00:31.708
(Risate)

0:00:32.750,0:00:35.726
HUBO, del team coreano KAIST,[br]è un robot all'avanguardia,

0:00:35.750,0:00:37.518
dotato di capacità straordinarie,

0:00:37.542,0:00:39.684
ma il suo corpo è poi così diverso

0:00:39.708,0:00:42.031
da quello dei robot[br]di qualche decennio fa.

0:00:42.625,0:00:45.042
Se osservate gli altri robot in gara,

0:00:46.000,0:00:49.025
anche i loro movimenti [br]ci appaiono molto robotici.

0:00:49.045,0:00:51.351
I loro corpi sono[br]strutture meccaniche complesse

0:00:51.375,0:00:52.976
basate su materiali rigidi,

0:00:53.000,0:00:56.601
come il metallo o i tradizionali[br]motori elettrici rigidi.

0:00:56.625,0:00:58.226
Non sono stati progettati

0:00:58.250,0:01:01.309
per essere low-cost,[br]sicuri per il pubblico,

0:01:01.333,0:01:04.184
e capaci di rispondere[br]a circostanze impreviste.

0:01:04.208,0:01:06.976
I cervelli robotici hanno fatto[br]enormi progressi,

0:01:07.000,0:01:09.532
ma i loro corpi sono ancora[br]allo stato primitivo.

0:01:10.625,0:01:12.643
Questa è mia figlia Nadia.

0:01:12.667,0:01:14.307
Ha solo cinque anni

0:01:14.327,0:01:17.063
ma è molto più veloce di HUBO[br]a scendere da una macchina.

0:01:17.073,0:01:18.684
(Risate)

0:01:18.708,0:01:21.101
È anche molto brava[br]a dondolarsi sulle sbarre,

0:01:21.125,0:01:24.268
molto più brava di qualunque[br]robot umanoide odierno.

0:01:24.292,0:01:25.643
Al contrario di HUBO,

0:01:25.667,0:01:29.393
il corpo umano fa ampio uso[br]di materiali morbidi e deformabili,

0:01:29.417,0:01:31.351
come i muscoli e la pelle.

0:01:31.375,0:01:33.836
Sono necessari corpi robotici[br]di nuova generazione

0:01:33.856,0:01:37.851
che si ispirino all'eleganza,[br]all'efficienza e ai materiali morbidi

0:01:37.875,0:01:39.807
che vediamo utilizzati in natura.

0:01:40.292,0:01:44.518
Questa è diventata l'idea chiave[br]di una nuova branca della ricerca

0:01:44.542,0:01:46.476
chiamata "robotica morbida".

0:01:46.500,0:01:49.393
Con il mio gruppo di ricerca[br]e i nostri collaboratori

0:01:49.417,0:01:53.059
utilizziamo componenti morbide[br]ispirate ai muscoli e alla pelle

0:01:53.083,0:01:55.893
per costruire robot che possiedano[br]agilità e destrezza

0:01:55.917,0:01:57.559
sempre più simili

0:01:57.583,0:02:01.215
alle incredibili capacità[br]degli organismi che troviamo in natura.

0:02:02.458,0:02:06.143
I muscoli sono sempre stati[br]fonte di grande ispirazione per me.

0:02:06.167,0:02:08.309
Niente di strano in questo.

0:02:08.333,0:02:12.064
Sono austriaco, e il mio accento[br]è lo stesso di Arnie, Terminator.

0:02:12.084,0:02:14.976
(Risate)

0:02:15.000,0:02:17.976
Il tessuto muscolare biologico[br]è un vero capolavoro evolutivo.

0:02:18.000,0:02:19.559
Può rigenerarsi se danneggiato

0:02:19.583,0:02:22.018
ed è in costante scambio[br]con i neuroni sensoriali

0:02:22.042,0:02:24.537
sugli stimoli motori e ambientali.

0:02:25.013,0:02:27.976
Può contrarsi tanto velocemente[br]da sostenere il battito d'ali

0:02:28.000,0:02:29.268
di un colibrì;

0:02:29.292,0:02:31.976
può essere tanto forte[br]da muovere un elefante;

0:02:32.000,0:02:35.559
ed è ciò che rende[br]tanto versatili e malleabili i tentacoli

0:02:35.583,0:02:36.893
di un polipo,

0:02:36.917,0:02:40.600
un animale che può restringersi tanto[br]da passare in un piccolo foro.

0:02:41.250,0:02:45.143
Gli attuatori sono per i robot[br]quello che i muscoli sono per gli animali:

0:02:45.167,0:02:47.018
componenti essenziali del corpo

0:02:47.042,0:02:50.403
che permettono il movimento[br]e l'interazione con il mondo esterno.

0:02:50.667,0:02:53.143
Se potessimo costruire attuatori morbidi,

0:02:53.167,0:02:54.601
o muscoli artificiali,

0:02:54.625,0:02:56.226
che siano versatili, flessibili

0:02:56.250,0:02:58.739
e con le stesse prestazioni[br]di quelli reali,

0:02:58.753,0:03:00.858
potremmo costruire [br]quasi ogni tipo di robot

0:03:00.868,0:03:02.587
per quasi ogni tipo di compito.

0:03:03.167,0:03:06.351
Non a caso, sono ormai decenni[br]che si cerca il modo

0:03:06.375,0:03:09.268
di ricreare le incredibili[br]capacità dei muscoli,

0:03:09.292,0:03:10.885
ma non è un'impresa facile.

0:03:12.583,0:03:14.059
Circa 10 anni fa,

0:03:14.083,0:03:16.809
quando ho conseguito[br]il dottorato in Austria,

0:03:16.833,0:03:18.934
io e i miei colleghi abbiamo riscoperto

0:03:18.958,0:03:23.101
quella che è probabilmente la prima[br]pubblicazione sui muscoli artificiali,

0:03:23.125,0:03:24.976
datata 1880.

0:03:25.000,0:03:28.143
"Sui mutamenti di forma e di volume[br]dei corpi dielettrici

0:03:28.167,0:03:29.684
causati dall'elettricità",

0:03:29.708,0:03:32.809
pubblicato dal fisico tedesco[br]Wilhelm Röntgen.

0:03:32.833,0:03:35.875
Molti di voi lo conosceranno[br]come lo scopritore dei raggi X.

0:03:37.242,0:03:40.041
Seguendo le sue istruzioni,[br]abbiamo preso un paio di aghi.

0:03:40.051,0:03:41.909
Li abbiamo connessi all'alta tensione

0:03:41.929,0:03:44.309
e avvicinati a un foglio[br]di gomma trasparente

0:03:44.313,0:03:46.467
disteso su un'armatura di plastica.

0:03:47.333,0:03:49.018
Azionando la corrente

0:03:49.042,0:03:50.351
la gomma si deforma,

0:03:50.375,0:03:53.559
e proprio come i bicipiti[br]fanno flettere le nostre braccia,

0:03:53.583,0:03:56.226
la gomma fa flettere[br]l'armatura di plastica.

0:03:56.250,0:03:57.559
Sembra un trucco di magia.

0:03:57.583,0:03:59.934
Gli aghi non toccano mai la gomma.

0:03:59.958,0:04:02.476
L'uso di questi aghi[br]non è un sistema pratico

0:04:02.500,0:04:04.643
per azionare i muscoli artificiali,

0:04:04.667,0:04:07.919
ma questo bellissimo esperimento[br]ha stimolato la mia curiosità.

0:04:07.939,0:04:11.091
Volevo inventare nuovi modi[br]di costruire muscoli artificiali

0:04:11.101,0:04:13.684
che avessero delle applicazioni pratiche.

0:04:13.708,0:04:17.434
Negli anni seguenti ho lavorato[br]a diverse nuove tecnologie,

0:04:17.458,0:04:18.767
tutte promettenti,

0:04:18.791,0:04:22.063
ma tutte con ostacoli persistenti,[br]difficili da superare.

0:04:22.833,0:04:24.238
Nel 2015,

0:04:24.248,0:04:26.851
nel mio nuovo laboratorio alla CU Boulder,

0:04:26.875,0:04:29.101
ho voluto provare[br]qualcosa di totalmente nuovo.

0:04:29.125,0:04:32.018
Volevo combinare[br]la velocità e l'efficienza

0:04:32.042,0:04:34.018
degli attuatori elettrici

0:04:34.042,0:04:37.302
con la versatilità degli attuatori morbidi[br]a sistema fluido.

0:04:37.458,0:04:38.768
Perciò ho pensato,

0:04:38.792,0:04:42.143
forse posso trovare un modo nuovo[br]di utilizzare vecchie scoperte.

0:04:42.167,0:04:43.934
Il diagramma che vedete

0:04:43.958,0:04:46.518
mostra un effetto chiamato[br]"stress di Maxwell".

0:04:46.542,0:04:48.248
Se prendete due lastre di metallo,

0:04:48.258,0:04:50.336
le mettete in un contenitore con dell'olio

0:04:50.356,0:04:52.263
e le fate attraversare dalla corrente,

0:04:52.283,0:04:55.845
lo stress di Maxwell fa sì che l'olio[br]tra le due lastre salga,

0:04:55.865,0:04:57.351
proprio come vedete qui.

0:04:57.375,0:04:58.726
L'idea di base era,

0:04:58.750,0:05:01.684
possiamo sfruttare questo effetto[br]per spingere dell'olio

0:05:01.708,0:05:04.518
all'interno di strutture[br]morbide e malleabili?

0:05:04.542,0:05:06.893
La cosa ebbe un successo sorprendente,

0:05:06.917,0:05:09.601
molto più di quanto mi aspettassi,[br]a dire il vero.

0:05:09.625,0:05:11.809
Insieme al mio eccezionale[br]gruppo di studenti,

0:05:11.833,0:05:13.726
siamo partiti da questa idea

0:05:13.750,0:05:17.893
per sviluppare una nuova tecnologia[br]chiamata "muscoli artificiali HASEL".

0:05:17.917,0:05:21.148
Gli HASEL possono essere tanto delicati[br]da raccogliere una fragola

0:05:21.158,0:05:22.643
senza danneggiarla.

0:05:24.542,0:05:27.750
Possono espandersi e contrarsi[br]come dei veri muscoli.

0:05:29.625,0:05:32.623
E possono essere azionati[br]più velocemente di quelli reali.

0:05:32.958,0:05:35.911
Possono essere potenziati[br]fino a produrre forze notevoli.

0:05:35.931,0:05:38.976
Qui li vedete sollevare[br]quattro litri di acqua.

0:05:39.000,0:05:40.934
Possono azionare un braccio robotico,

0:05:40.958,0:05:43.382
e possono anche rilevare[br]la propria posizione.

0:05:45.292,0:05:48.000
Gli HASEL possono eseguire[br]movimenti molto precisi,

0:05:49.292,0:05:52.143
ma anche movimenti fluidi,[br]simili a quelli muscolari,

0:05:52.167,0:05:55.042
e moti esplosivi capaci[br]di lanciare una pallina in aria.

0:05:57.375,0:05:58.958
Una volta immersi nell'olio,

0:06:00.667,0:06:04.208
i muscoli artificiali HASEL[br]sono completamente invisibili.

0:06:07.875,0:06:09.892
Come funzionano i muscoli HASEL?

0:06:10.542,0:06:12.226
La cosa potrà sorprendervi,

0:06:12.250,0:06:15.434
ma si basano su materiali[br]poco costosi e facilmente reperibili.

0:06:15.458,0:06:17.726
Vi consiglio anzi di tentare

0:06:17.750,0:06:19.633
questo esperimento casalingo.

0:06:19.875,0:06:22.643
Riempite di olio d'oliva[br]alcune buste per alimenti.

0:06:22.667,0:06:24.875
Cercate di evitare le bolle d'aria.

0:06:25.583,0:06:28.684
Ora appoggiate una lastra di vetro[br]a un lato della busta.

0:06:28.708,0:06:31.127
Se la premete, vedrete[br]che la busta si contrae.

0:06:31.792,0:06:34.918
L'intensità della contrazione[br]non è difficile da controllare.

0:06:35.167,0:06:37.976
A un peso leggero[br]corrisponde una contrazione minima.

0:06:38.000,0:06:41.125
Se usate un peso medio,[br]ottenete una media contrazione.

0:06:42.125,0:06:45.018
E con un grosso peso[br]ottenete una grande contrazione.

0:06:45.042,0:06:48.476
Con gli HASEL, l'unica differenza[br]è che alla pressione della vostra mano

0:06:48.500,0:06:51.518
o del peso, si sostituisce[br]una forza elettrica.

0:06:51.542,0:06:56.893
HASEL sta per "Attuatori Elettrostatici[br]Autoriparanti a Amplificazione Idraulica".

0:06:56.917,0:07:00.101
Qui vedete lo schema di quello[br]che chiamiamo Attuatore Peano-HASEL,

0:07:00.125,0:07:02.417
uno dei molti design possibili.

0:07:03.083,0:07:06.684
Anche qui usiamo un polimero flessibile,[br]come la nostra busta per alimenti,

0:07:06.708,0:07:09.643
riempito di liquido isolante,[br]come l'olio d'oliva,

0:07:09.667,0:07:11.434
ma al posto della lastra di vetro

0:07:11.458,0:07:14.490
applichiamo un conduttore elettrico[br]a un lato della tasca.

0:07:14.958,0:07:17.601
Per renderlo ancora più simile[br]alle fibre muscolari,

0:07:17.625,0:07:19.601
possiamo unire insieme più tasche

0:07:19.625,0:07:21.768
e applicare un peso all'estremità.

0:07:21.792,0:07:23.497
Ora azioniamo la corrente.

0:07:24.083,0:07:27.393
Il campo elettrico inizia[br]ad agire sul liquido.

0:07:27.417,0:07:29.101
Il liquido viene trasferito,

0:07:29.125,0:07:31.405
cosa che costringe il muscolo a contrarsi.

0:07:32.708,0:07:35.184
Qui vedete un attuatore[br]Peano-HASEL in funzione,

0:07:35.208,0:07:39.101
e il modo in cui si espande e contrae[br]quando applichiamo una corrente.

0:07:39.125,0:07:40.434
Osservando di lato,

0:07:40.458,0:07:43.684
potete vedere come le tasche assumano[br]una forma cilindrica,

0:07:43.708,0:07:45.960
proprio come le nostre buste per alimenti.

0:07:46.500,0:07:49.726
Possiamo anche saldare tra loro[br]alcune di queste fibre muscolari

0:07:49.750,0:07:52.309
e renderle ancora più simili[br]a un vero muscolo

0:07:52.333,0:07:54.768
che si contrae ed espande[br]anche trasversalmente.

0:07:54.792,0:07:58.143
Gli HASEL che vedete stanno sollevando[br]un carico 200 volte superiore

0:07:58.167,0:07:59.618
al loro peso.

0:08:00.667,0:08:04.143
Qui vedete uno dei nostri progetti[br]più recenti, lo HASEL a ciambella,

0:08:04.167,0:08:05.768
mentre si contrae ed espande.

0:08:05.792,0:08:09.255
Possono raggiungere velocità estreme,[br]superiori a quelle umane.

0:08:11.333,0:08:14.309
Sono tanto potenti[br]da poter addirittura saltare.

0:08:14.333,0:08:15.667
(Risate)

0:08:16.917,0:08:20.434
In definitiva, HASEL potrebbe essere[br]la prima tecnologia

0:08:20.458,0:08:23.976
capace di superare le performance[br]dei muscoli biologici

0:08:24.000,0:08:27.143
compatibile con una produzione[br]su larga scala.

0:08:27.167,0:08:30.309
Inoltre è una tecnologia giovane.[br]Siamo solo agli inizi.

0:08:30.333,0:08:33.101
Abbiamo molte idee su come[br]migliorare le prestazioni,

0:08:33.125,0:08:36.976
con nuovi materiali e progetti,[br]per raggiungere livelli di performance

0:08:37.000,0:08:41.332
superiori al muscolo biologico [br]e anche al motore elettrico rigido.

0:08:42.250,0:08:45.643
Come esempio di un design più complesso[br]di bio-robotica con HASEL,

0:08:45.667,0:08:47.434
qui vedete uno scorpione artificiale

0:08:47.458,0:08:49.184
che usa la coda per cacciare,

0:08:49.208,0:08:50.726
in questo caso un palloncino.

0:08:50.750,0:08:52.393
(Risate)

0:08:52.417,0:08:54.518
Tornando alla nostra ispirazione iniziale,

0:08:54.542,0:08:57.351
la versatilità di tentacoli e proboscidi,

0:08:57.375,0:09:00.143
ora siamo in grado di creare[br]attuatori a continuum fluido,

0:09:00.167,0:09:03.292
che si avvicinano sempre di più[br]alle capacità dei modelli reali.

0:09:05.723,0:09:08.726
Quello che mi entusiasma di più[br]sono le applicazioni pratiche

0:09:08.750,0:09:10.559
dei muscoli artificiali HASEL.

0:09:10.583,0:09:13.126
Permettono la costruzione[br]di dispositivi morbidi,

0:09:13.136,0:09:15.351
capaci di migliorare[br]la vita delle persone.

0:09:15.375,0:09:19.184
La robotica morbida renderà possibile[br]la creazione di protesi più naturali

0:09:19.208,0:09:21.434
per le persone che hanno[br]subito amputazioni.

0:09:21.458,0:09:23.268
Questi sono HASEL del mio laboratorio

0:09:23.292,0:09:25.875
che azionano un prototipo[br]di dito artificiale.

0:09:27.542,0:09:31.417
Un giorno potremo forse fondere[br]componenti robotiche con i nostri corpi.

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So che a un primo impatto[br]può sembrare spaventoso.

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Ma poi penso ai miei nonni

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e a come sono diventati[br]sempre più dipendenti dagli altri

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nello svolgere le azioni più semplici,[br]come andare in bagno da soli,

0:09:45.875,0:09:48.523
e al fatto che sentono[br]di essere diventati un peso.

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Con la robotica morbida, saremo in grado[br]di aumentare e restituire

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agilità e destrezza,

0:09:53.875,0:09:56.768
aiutando le persone[br]a mantenersi indipendenti

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fino in età avanzata.

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Potremmo chiamarla "robotica anti-età",

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o anche un nuovo stadio[br]dell'evoluzione umana.

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Al contrario delle loro[br]controparti rigide,

0:10:09.958,0:10:14.833
i robot morbidi potranno operare in piena[br]sicurezza nelle case e tra le persone.

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La robotica morbida è un settore giovane.[br]Siamo solo agli inizi.

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Spero che moltissimi giovani[br]dai settori più svariati

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si uniscano a noi in questo viaggio

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e ci aiutino a plasmare[br]la robotica del futuro

0:10:26.250,0:10:29.213
presentando idee nuove[br]ispirate ai modelli naturali.

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Se ci riusciremo,

0:10:32.333,0:10:34.101
miglioreremo la qualità della vita

0:10:34.125,0:10:35.434
di tutti noi.

0:10:35.458,0:10:36.726
Grazie.

0:10:36.750,0:10:40.917
(Applausi)