Piccole meraviglie: microbot in medicina e ingegneria

Come la tecnologia può aiutare a proteggere l'ambiente nelle operazioni di estrazione di petrolio e gas

Grandi possibilità per l’IoT nel settore medico

A cura di Pier Giuseppe Dal Farra, IoT Industry Business Expert di Orange Business Services

Miniaturizzazione ed Internet of Things (IoT) procedono parallelamente. Spinto dalla miniaturizzazione nel settore degli smartphone, il progresso dei robot e dei droni si misura non solo sulla tecnologia digitale, ma anche letteralmente sul loro peso. Con riferimento alle dimensioni dei sensori, al peso delle telecamere e alle altre apparecchiature intelligenti a bordo potremmo dire che “piccolo è bello”. Qual è la situazione attuale e quali le prospettive?

Tra i progetti più innovativi in ambito piccoli robot c’è HAMR, un robot delle dimensioni di uno scarafaggio che può camminare, saltare e nuotare. È anche veloce – si muove a circa 45 cm al secondo. I progettisti della Harvard School of Engineering and Applied Sciences che l’hanno creato prevedono che HAMR avrà applicazioni pratiche nell’esplorazione di ambienti angusti, come la ricerca di danni nelle cavità dei motori o nelle tubazioni.

Ad Harvard si stanno inoltre sviluppando robot simili ad insetti che non si limitano a volare ed orientarsi come le api, ma che emulano anche il loro comportamento: una raffica di vento può far deviare un robot aereo, ma questi piccoli robot sono abbastanza intelligenti da regolare il loro piano di volo di conseguenza senza smarrire la rotta o perdere quota. Una potenziale applicazione potrebbe essere proprio l’impollinazione.

Simile a HAMR è SWARM, un progetto congiunto sviluppato da Rolls-Royce Motor Cars, Università di Nottingham e Università di Harvard. Sono minuscoli robot della misura di circa 1 cm di diametro che si fissano al motore, progettati per fornire, grazie a minuscole telecamere, feed video delle parti di un motore più difficilmente accessibili. I progettisti sperano che, nel tempo, le minuscole dimensioni di SWARM possano renderlo adatto ad applicazioni quali l’esecuzione di ispezioni visive di motori di aeromobili senza che sia necessaria la loro rimozione dall’aereo stesso.

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La miniaturizzazione sta avendo un impatto sul mercato dei droni e si assiste ad una continua proposta di nuovi modelli. L’anno scorso è stato il caso di Dobby di ZeroTech, un drone pieghevole dotato di una fotocamera 4K che si ripiega e può entrare in una tasca. Piccoli droni per macchina fotografica per uso personale possono essere acquistati per meno di 30€, una somma che li rende accessibili a tutti. La miniaturizzazione ha guidato lo sviluppo di questi tipi di droni che sembrano destinati a giocare un ruolo significativo nella crescita del mercato: Technavio stima il CAGR relativo al mercato dei  droni al 36% tra il 2018 e il 2022.

Grandi possibilità per l’IoT nel settore medico

Il 2018 ha visto importanti progressi nell’uso dei microrobot nelle procedure mediche. I ricercatori della City University di Hong Kong hanno pubblicato uno studio su Science Robotics in cui affermano che i microrobot potrebbero essere utilizzati per diagnosticare malattie, somministrare farmaci e persino eseguire interventi chirurgici a livello cellulare. Sono già stati effettuati test pilota, tra cui l’uso di microrobot per trasportare con successo delle cellule ad una determinata destinazione in un topo vivo. Potenziali applicazioni nel mondo reale potrebbero comprendere l’utilizzo di micro robotica per arrivare con precisione in ogni punto del corpo umano e creando così un nuovo tipo di medicina personalizzata non invasiva.

Gli scienziati lavorano da anni per progettare robot sempre più piccoli che possano consentire una medicina maggiormente precisa, e oggi la miniaturizzazione permette di creare microrobot medicali che misurano da un millimetro fino a pochi micron. Questi bot possono essere utilizzati per diagnosticare o monitorare una malattia in tempo reale, per misurare i livelli di zucchero nel sangue di un paziente diabetico o, come detto in precedenza, per somministrare terapie mirate direttamente in punti precisi, come i tumori.

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La tipologia di propulsione è da sempre una grande sfida ed i progettisti hanno sviluppato microrobot in grado di nuotare attraverso i fluidi corporei umani. Questi bot imitano la natura e si muovono utilizzando le cosiddette onde metacronali simili a quelle dei ciliati nel corpo umano. L’intenzione è di usarli per tutto, dagli interventi cardiaci alla chirurgia oftalmica.

Nel futuro, i microrobot potrebbero essere utilizzati per mappare la fisiologia umana, rimuovere le placche dalle arterie e distruggere i calcoli renali. Le possibilità sono infinite.

Piccoli robot, grande crescita

Ciò che appare chiaro è che anche se molti progetti e idee in ambito microrobot sono ancora in fase nascente, il settore è pronto per una grande crescita. Secondo Energias Market Research, il mercato globale dei microrobot crescerà ad un CAGR del 65% fino al 2024, mano a mano che i vari settori industriali trovano applicazioni per la tecnologia disponibile.

In ultimo, poiché anche le fonti di energia continuano a beneficiare della miniaturizzazione e le batterie si riducono di dimensioni, il potenziale dei microrobot nell’IoT aumenta.