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Un sistema di circuito chiuso consente i movimenti senza più necessità di ingombranti serbatoi esterni. Il coordinatore del progetto, il professor Cacucciolo: «Risolto un grande problema. Applicazioni soprattutto in medicina riabilitativa»
31 marzo 2026
Sottilissimi, con un diametro di appena 2 millimetri, estremamente flessibili e forti. Al punto da riuscire a simulare il comportamento dei muscoli del corpo umano senza più l’ausilio – un risultato a lungo atteso in questo ambito – di ingombranti motori esterni. Sono i nuovi Electrofluidic fiber muscles, ultima generazione di muscoli artificiali per robot e dispositivi indossabili, frutto di una ricerca in collaborazione tra il RoboPhysics Laboratory del Politecnico di Bari e il MIT Media Lab del Massachussets Institute of Technology a Cambridge, Usa. I risultati dell’attività, del tutto innovativi, sono stati appena pubblicati sulla rivista scientifica internazionale Science Robotics. «Per la prima volta, abbiamo dei muscoli artificiali con tutte le caratteristiche ottimali di forza, contrazione e velocità, azionabili elettricamente in modo autonomo e in circuito chiuso», dichiara Vito Cacucciolo, professore associato di Meccanica applicata alle macchine al Politecnico di Bari, responsabile scientifico del progetto di ricerca.
LA TECNOLOGIA
All’interno delle fibre con cui vengono realizzati i muscoli artificiali, scorre infatti un fluido che, entrando in pressione, ne provoca i movimenti. Fin qui, si tratta di una tecnologia già nota. I fluidi, però, richiedevano la spinta di azionatori esterni. Pompe e valvole che, inevitabilmente, rendevano i dispositivi ingombranti e rumorosi. «Questa nuova tecnologia – spiega Ozgun Kilic Afsar, dottoranda del Tangible Media group al MIT Media Lab – non richiede più l’utilizzo di compressori né serbatoi, è azionata senza fili ed è silenziosa. Inoltre, è perfettamente scalabile, semplicemente connettendo le fibre».
Questo significa che i muscoli artificiali messi a punto dal Politecnico e dal MIT Media Lab, essendo in forma di fibra sottile e leggera, possono essere raggruppati e disposti in diverse configurazioni, per essere adattati, ad esempio, alla struttura dei robot. Possono anche essere facilmente integrabili in un dispositivo indossabile. «Le possibili applicazioni sono molteplici – conclude il professor Cacucciolo. Penso alla medicina riabilitativa, alla robotica soffice, ai dispositivi di supporto muscolare in contesti anche industriali, dove sono richieste alte prestazioni muscolari».
L’ERC STARTING GRANT
Il risultato di questa ricerca è strettamente legato anche ai precedenti step a cui era giunto il professor Cacucciolo. La ricerca è infatti finanziata nell’ambito del progetto Robofluid, gestito dal docente barese, che nel 2023 ha vinto un ERC Starting Grant del valore di 1.5 milioni di euro. Si tratta di finanziamenti ambitissimi dai ricercatori, messi a disposizione dall’ERC – Consiglio Europeo della Ricerca – per sostenere la ricerca d’avanguardia in tutti i settori. Per Cacucciolo, rientrato in Italia dopo aver fatto importanti esperienze all’estero e in altri atenei italiani, il grant ha rappresentato l’occasione di proseguire, con grande autonomia, le ricerche sulle quali si era concentrato fin da giovanissimo dottorando di ricerca, nel dipartimento di Meccanica, Matematica e Management del Poliba, dove la sua carriera era incominciata come studente.
LA PROPOSTA DAGLI USA
A Bari, infatti, Cacucciolo era stato contattato dal MIT Media Lab per cercare una soluzione ad un grande ostacolo nello sviluppo di robot morbidi e indossabili. L’obiettivo era integrare le pompe in fibra con attuatori McKibben sottili, basandosi sulle sue precedenti ricerche (gli attuatori sono per i robot ciò che i muscoli sono per gli esseri umani e i McKibben sono una tipologia di attuatori a struttura cilindrica cava a rete intrecciata, progettati per emulare la contrazione muscolare). Nel quadro di questa collaborazione, i team di ricerca di Poliba e MIT Media Lab si sono concentrati su soluzioni a circuito chiuso, che hanno portato infine allo sviluppo di un nuovo tipo di attuatore fluidico ad alte prestazioni. Il muscolo in fibre elettrofluidiche ha infatti una densità di potenza (quantità di energia trasmessa per unità di peso e tempo) di 50 watt per chilogrammo e un tempo di risposta di 0,3 secondi. Una nuova prospettiva per la comunità scientifica internazionale e per l’industria del settore.
Gli autori della ricerca sono Ozgun Kilic Afsar, dottorando di ricerca al MIT Media Lab, come primo autore e il professor Cacucciolo, nel ruolo di responsabile scientifico. Il team comprende Gabriele Pupillo e Gennaro Vitucci, del Politecnico di Bari, Wedyan Babatain e il professor Hiroshi Ishii, del MIT Media Lab.
L’articolo pubblicato su Science Robotics è disponibile al link: https://doi.org/10.5281/zenodo.17902764
Un abstract è disponibile qui https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.ady6438