Dei sensori sottilissimi, capaci di trasformare tocco e pressione in segnale elettrico, potrebbero dare, in un futuro nemmeno troppo lontano, il senso del tatto a pinze robotiche e protesi, e recuperare energia dalle suole delle scarpe, mentre si cammina o si corre.
A progettarli e studiarli è un gruppo di fisici del Dipartimento interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari, guidati dalla prof.ssa Anna Maria Coclite, cervello di ritorno, che ha inaugurato il suo laboratorio ThinFilm Labnel capoluogo pugliese per proseguire la ricerca iniziata nell’Università di Graz, in Austria. All’inaugurazione del laboratorio erano presenti, oltre alla prof.ssa, il rettore dell’Università di Bari Aldo Moro,Roberto Bellotti e il direttore del Dipartimento, Sebino Stramaglia.
I sensori progettati da Coclite e il suo team sono realizzati con materiale piezoelettrico, che produce corrente quando viene toccato o deformato. Le applicazioni su cui il gruppo punta nel breve periodo sono l’agritech e la produzione di energia, mentre l’applicazione biomedicale rimane un grande obiettivo ma in una prospettiva di più lungo raggio. I ricercatori hanno inoltre portato la lettura del segnale dal cavo al Bluetooth, e questo permette di costruire prototipi portatili da mostrare anche fuori dal laboratorio.
Il primo campo di applicazione che il team di scienziati baresi sta sperimentando è quello dell’agricoltura. Oggi i bracci robotici che raccolgono frutta in serra si affidano a sensori visivi e giudicano la maturazione di frutta e verdura unicamente dall’aspetto. L’applicazione dei sensori a film sottili sulle pinze robotiche potrebbe invece donare ai robot il senso del tatto, per distinguere meglio i frutti maturi da quelli acerbi e per far regolare al robot automaticamente le diverse aperture necessarie delle pinze, senza bisogno di cambiarle per ogni frutto.
Lo stesso principio può servire a recuperare l’energia della pressione esercitata camminando: gli scienziati stanno sperimentando l’applicazione dei sensori a film sottili su suole o pavimentazioni, testando come possono immagazzinare e rilasciare energia, immaginando un futuro in cui scarpe la cui suola sia rivestita da questi sensori potranno ricaricare, ad esempio, il cellulare mentre camminiamo.
L’obiettivo da cui la ricerca è partita resta quello delle protesi che restituiscono sensazioni tattilie, in prospettiva, dei guanti per i chirurghi, per avere più sensibilità durante gli interventi. I test clinici richiesti prima dell’ingresso sul mercato nel campo biomedicale sono lunghi, dunque rendono questo un orizzonte di lungo periodo.
Un cervello di ritorno. La prof.ssa Coclite si è laureata in Chimica e ha conseguito il dottorato a Bari, ha lavorato al Mit di Boston e poi alla Graz University of Technology, dove ha avviato la ricerca sui sensori a film sottili. Dal 5 febbraio 2024 è professoressa ordinaria a Bari e ha trasferito qui tutta la strumentazione. La ricerca sui sensori a film sottili deriva da Smart Core, il progetto finanziato nel 2016 da un ERC Starting Grant da 1,5 milioni di euro. L’obiettivo era creare una pelle artificiale in grado di rilevare umidità, temperatura e pressione. Nel 2023 è arrivato un ERC Proof of Concept da 150mila euro per verificarne la possibile commercializzazione.
«Dare il tatto alle macchine – commenta la prof.ssa Anna Maria Coclite – cambia il modo in cui robot, protesi e dispositivi indossabili interagiscono con il mondo. Questa ricerca è nata lontano da qui e oggi a Bari ha le condizioni per crescere: portare la scienza di base fino a prototipi che escono dal laboratorio e incontrano agricoltura, energia e salute. I tempi sono diversi a seconda del settore, ma la direzione è chiara».
«L’inaugurazione di questo laboratorio è particolarmente importante perché dimostra che l’Università di Bari può fare ricerca ad altissimi livelli internazionali e ha tutte le carte in regola per essere una casa per accademici di spessore, italiani e stranieri – commenta il rettore dell’Università di Bari Aldo Moro, Roberto Bellotti – “che una ricercatrice scelga di riportare a Bari un progetto europeo, insieme alla strumentazione, dice che Università vogliamo essere: un luogo dove la ricerca di base incontra imprese e territorio, e dove i talenti, formati qui o altrove, trovano lo spazio per lavorare. Un laboratorio come questo è un investimento sulla capacità del Sud di produrre innovazione, di cui andiamo molto fieri».
«Il Dipartimento ha scelto di investire sulla sensoristica e sulla capacità di attrarre ricercatori che abbiano maturato esperienze internazionali – sottolinea il direttore del Dipartimento interuniversitario di Fisica, Sebino Stramaglia – Il laboratorio dà a questa ricerca una sede stabile e ai nostri studenti e dottorandi l’occasione di lavorare su tecnologie che si traducono in applicazioni concrete. Per un Dipartimento interuniversitario come il nostro, è la dimostrazione di come due atenei possano costruire insieme competenze e opportunità».