Ultraflexible electronics for soft robot applications
La robotica morbida e i sistemi bio-ibridi, come gli insetti cyborg, richiedono componenti elettronici e fonti di energia che si integrino perfettamente con corpi morbidi e in movimento senza compromettere la mobilità meccanica. L’elettronica ultrasottile e ultraflessibile — in particolare i dispositivi fotovoltaici e i sensori realizzati su substrati polimerici dello spessore di pochi micrometri — offre rapporti potenza-peso superiori, un’estrema conformabilità meccanica e un’elevata resistenza alle deformazioni ripetitive. In questo seminario presenterò i nostri recenti progressi nell’elettronica organica ultraflessibile e nella sua integrazione meccanica con sistemi robotici morbidi autonomi. Discuteremo le strategie chiave di progettazione dei dispositivi che consentono di ottenere un’elevata efficienza di conversione energetica, garantendo al contempo la stabilità ambientale e meccanica. Inoltre, è fondamentale affrontare la questione dell’interfaccia meccanica tra attuatori morbidi/tessuti biologici e moduli elettronici. Integrati con unità di controllo wireless e sistemi di accumulo di energia, questi dispositivi ultraflessibili, montati sul corpo, consentono una locomozione wireless continua e autoalimentata. Infine, discuterò delle future sfide ingegneristiche e delle opportunità relative alla progettazione meccanica, alle interfacce materiali-materiali e ai sistemi di alimentazione per la robotica morbida di prossima generazione.
Kenjiro Fukuda è professore presso la Scuola di Specializzazione in Ingegneria dell’Università di Osaka da aprile 2025. Ha conseguito il dottorato di ricerca presso il Dipartimento di Fisica Applicata dell’Università di Tokyo nel 2011. Dal 2011 al 2015 ha lavorato presso l’Università di Yamagata come assistente universitario. Dal 2015 fino a marzo 2025 ha lavorato presso il RIKEN, dapprima come ricercatore (2015-2018) e poi come ricercatore senior (2018-2025), presso il Laboratorio di Dispositivi a Film Sottile e il Gruppo di Ricerca sui Sistemi Morbidi Emergenti del Centro per la Scienza della Materia Emergente. I suoi attuali interessi di ricerca includono le celle solari flessibili, il fotovoltaico organico, l’elettronica flessibile e l’elettronica stampata.