Comunicato Stampa

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Bolzano, 12 novembre 2024 – Mini robot morbidi, intelligenti e autonomi, di dimensioni microscopiche o millimetriche, in grado di essere introdotti nel corpo umano, senza bisturi e interventi chirurgici, e di raggiungere organi e parti del corpo dall’interno, per somministrare farmaci, come chemioterapici, in modo preciso e in dosi minime oppure per operare interventi e biopsie. A progettarli è stato un team di ricercatori della Facoltà di Ingegneria dell'Università di Bolzano, guidato dal professor Niko Münzenrieder, con il supporto del ricercatore Giuseppe Cantarella dell'Università di Modena e Reggio Emilia, nonché dal gruppo di robotica multiscala dell'ETH di Zurigo, guidato dal professor Bradley Nelson.

 

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La ricerca si chiama “Flexibots”, progetto internazionale promosso dalla Fondazione Nazionale Svizzera per la Scienza e della Provincia autonoma di Bolzano, che ha combinato l'expertise del laboratorio di Elettronica flessibile della facoltà di Ingegneria di unibz nella progettazione e fabbricazione di elettronica impercettibile, con il know-how del team svizzero nella miniaturizzazione di robot capaci di navigare in micro-ambienti complessi.

 

Iniziata a febbraio del 2021, la ricerca si è appena conclusa e apre a avveniristiche possibili applicazioni in ambito medico, e non solo. I mini robot flessibili, infatti, potrebbero potenzialmente anche essere usati per ispezionare l'interno di macchinari, come turbine o motori, in spazi molto ristretti che uomini o endoscopi non possono facilmente raggiungere.

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I DETTAGLI DELLA RICERCA

I micro robot progettati dai ricercatori altoatesini e svizzeri sono morbidi, flessibili, biocompatibili, riconfigurabili e senza fili, in grado di rispondere a stimoli ambientali, elaborare informazioni e comunicare in modalità wireless. Questi dispositivi sono inoltre molto piccoli: possono essere di pochi millimetri, o anche meno. E sono capaci di muoversi attraverso i liquidi, come il sangue, e di svolgere una serie di compiti. A seconda dei casi, possono essere anche biodegradabili, e dunque essere inseriti nel corpo umano, svolgere il proprio compito, e poi dissolversi nei liquidi umani.

 

Date le caratteristiche, offrono grandi possibilità per applicazioni biomediche come terapie minimamente invasive, manipolazione cellulare e ingegneria dei tessuti. Questi robot sono propulsi e diretti da campi magnetici, ma le loro dimensioni ridotte e le speciali proprietà chimiche, biologiche e magnetiche richiedono che siano costruiti in polimeri e compositi funzionali utilizzando tecniche avanzate di microfabbricazione 3D.

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I SENSORI

I componenti elettronici tradizionali in commercio sono troppo grandi per questi micro dispositivi. Il team della Libera Università di Bolzano ha quindi integrato componenti elettronici a film sottile direttamente sui robot: tali componenti, che hanno uno spessore di soli nanometri, sono ultra-leggeri e possono adattarsi perfettamente alle loro forme uniche. Vengono fabbricati e caratterizzati nel laboratorio di elettronica flessibile della facoltà di Ingegneria di unibz al NOI Techpark, e installati su micro robot semi-finiti. Successivamente, la fabbricazione viene completata all'ETH di Zurigo.

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«La fabbricazione di elettronica su macchine così piccole e sensibili alla temperatura presenta le sue sfide - spiega il prof. Niko Münzenrieder, che ha guidato la ricerca a Bolzano -. Pertanto, abbiamo sviluppato una tecnologia specializzata per realizzare elettronica ad alte prestazioni basata su semiconduttori ossidici. Negli ultimi anni, abbiamo integrato con successo una varietà di dispositivi elettronici attivi - come sensori, transistor e antenne - direttamente sui micro robot. Queste innovazioni consentono ai robot di percepire l'ambiente circostante e comunicare, avvicinandoci sempre di più alla realizzazione potenziale dei micro robot nelle applicazioni mediche».

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«Questo progetto è un chiaro esempio della strategia della Facoltà di Ingegneria, volta a supportare lo sviluppo di tecnologie per il miglioramento della qualità della vita, della sicurezza e della salute degli utenti o degli operatori - spiega il preside di Ingegneria di unibz, prof. Andrea Gasparella - Una strategia che si avvale del potenziale di competenze e eccellenze interne alla facoltà e di una rete di collegamenti con primarie istituzioni di ricerca a livello nazionale e internazionale».

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