Due gruppi di ricercatori dell’Università di Saarland lavorano a nuovi metodi per muovere con precisione componenti tecnici con l’aiuto di fili in metallo con memoria di forma. Vi sono addirittura già applicazioni in ambito sanitario.
I cosiddetti fili a memoria di forma rendono possibili movimenti precisi: diventa possibile „dare vita“ ai modelli di pipistrello con battito d’ali naturale, controllare gli inalatori in modo così preciso che i principi attivi arrivano precisamente sul sito di azione nei polmoni o sollevare e abbassare grandi carichi senza rumori.
In principio i fili con memoria di forma lavorano come i muscoli umani: reagiscono agli impulsi nervosi contraendosi. Diventano pertanto più corti. Se si rilassano nuovamente, tornano alla loro forma originaria. Così l’uomo può svolgere tutti i movimenti immaginabili.
I fili „intelligenti“ in lega di nichel e titanio (NiTi) possono anche cambiare tra due forme. Se vengono riscaldati, per esempio quando la corrente li attraversa, si contraggono e divengono molto più corti. Se si stacca la corrente, si raffreddano e tornano lunghi come prima.
Presso la cattedra per Attorica non convenzionale i ricercatori mettono in movimento, con i fili con memoria di forma, i più diversi componenti tecnici. I fili finissimi sollevano pesi importanti quando sotto corrente. Con l’aiuto di un comando ben congegnato, una sinergia di più fili consente cicli di movimento interi secondo una coreografia ben definita. Questo è dimostrato dai ricercatori sui pipistrelli modello, a cui hanno applicato muscoli artificiali realizzati con i fili per un progetto di un museo.
Un’ulteriore applicazione è un inalatore che porta i principi attivi con precisione sul sito di azione nei polmoni. Le ricerche hanno rilevato che le particelle di principio attivo arrivano in determinati punti dei polmoni, a seconda di dove vengono inspirate dall’imboccatura dell’inalatore. Con fili intelligenti si può portare un tubicino nell’imboccatura precisamente in posizione, di modo che il carico di principio attivo venga portato in modo mirato nei polmoni.
Gli ingegneri della cattedra di Teoria dei sistemi e Cibernetica sviluppano pertanto algoritmi di modo che la lunghezza del filo con memoria di forma possa essere tagliata su misura e controllata senza problemi. I comandi per le modifiche vengono dal micro-controller. I ricercatori modellano i processi. In modo invisibile gli algoritmi che si creano calcolano e stimano qualsiasi problema e danno subito comandi che reagiscono agli influssi. Dato che il filo modifica la sua lunghezza in presenza di calore, una corrente fredda, ad esempio, disturba. I ricercatori di Saarbrücken della cattedra di Teoria dei sistemi e Cibernetica sviluppano nuovi processi di stima in tempo reale e metodi di regolazione, che possano compensare automaticamente simili oscillazioni di temperatura o correnti d’aria mutevoli in modo automatico. Il sistema non deve avvalersi di sensori.
Ulteriori informazioni Cattedra di Attorica non convenzionale, prof. Stefan Seelecke: www.mmsl.uni-saarland.de/ Cattedra di Teoria dei sistema e Cibernetica, prof. Joachim Rudolph: www.uni-saarland.de/lsr
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