Questa lanterna si comporta come un essere vivente: scatta, ruota e si trasforma in più forme da sola, senza motori
Si muove, cambia forma e sembra quasi reagire all’ambiente come se fosse viva. Eppure questa lanterna è fatta solo di polimeri e magneti: nessun motore, nessun chip, solo geometria e fisica applicata.
Tutto parte da una semplice lastra sottile, tagliata con precisione in una forma a losanga. Al centro, una serie di tagli paralleli forma una griglia di nastri flessibili, collegati solo alle estremità superiore e inferiore da due strisce rigide. Quando queste estremità vengono unite, la lastra si curva da sola, formando una struttura tridimensionale che ricorda una lanterna cinese.
È una geometria apparentemente semplice, ma capace di trasformarsi con sorprendente dinamismo. Il primo effetto studiato è quello dello snap-through: comprimendo la struttura dall’alto, la lanterna si deforma lentamente finché raggiunge un punto critico.
A quel punto, scatta bruscamente in una nuova configurazione stabile, simile a una trottola. L’energia meccanica accumulata durante la compressione viene immagazzinata e poi rilasciata all’istante quando la struttura torna alla forma originaria.
Questa instabilità controllata rende la struttura multistabile, cioè capace di passare tra più forme stabili in risposta a forze esterne. Variando la compressione, la torsione o piegando i bordi superiori e inferiori, i ricercatori hanno ottenuto una varietà di forme aggiuntive, alcune con due, altre con quattro stati stabili. In ogni configurazione, la struttura mantiene memoria meccanica della propria forma e può invertire rapidamente il passaggio da una geometria all’altra.
Forme che si attivano senza motori
L’aspetto ancora più innovativo arriva con l’aggiunta di una pellicola magnetica. Applicandola alla base della lanterna, il team ha permesso un controllo remoto del movimento tramite campi magnetici. In questo modo, la trasformazione avviene senza contatto diretto né motorizzazione: è sufficiente avvicinare un magnete per attivare lo scatto, la rotazione o l’apertura della struttura.
Le possibili applicazioni sono numerose: dai filtri che si aprono e chiudono in risposta al flusso di liquidi, a pinze delicate per afferrare pesci senza danneggiarli, fino a dispositivi di espansione per ambienti ristretti, capaci di allungarsi improvvisamente e riaprire tubi collassati. Ogni utilizzo sfrutta l’energia elastica immagazzinata nella struttura e rilasciata in modo programmabile.
Applicazioni reattive ispirate alla natura
Il gruppo ha anche sviluppato un modello matematico che prevede con precisione la forma finale in base agli angoli e alle geometrie iniziali. Questo consente di “progettare” ogni forma desiderata, calcolando quanta energia sarà accumulata e come verrà rilasciata.
Secondo i ricercatori, queste unità base possono essere combinate in architetture bidimensionali o tridimensionali per dare vita a metamateriali dinamici e robotica morbida, dove il movimento nasce direttamente dalla materia. Una lanterna, quindi, che non illumina ma si muove, trasformandosi sotto i nostri occhi senza bisogno di elettronica.