repubblica.it, 6 novembre 2025
In arrivo robot con i muscoli. Umani
Un laboratorio tecnologico, un banco con microscopi e fibre ottiche, automi di silicone che si attivano da soli, come animati da un impulso invisibile. Potrebbe sembrare un romanzo fantascientifico dello scrittore Isaac Asimov, invece accade davvero negli Stati Uniti, dove Sun Ryun Shin, professore di bioingegneria al Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dell’Università di Harvard, e il suo team stanno dando vita a robot che si muovono grazie a muscoli umani. Non si tratta, beninteso, di dispositivi antropomorfi, ma di strutture grandi pochi millimetri, a forma di strisce, anelli, alette o lamelle. Un passo avanti comunque rilevante perché apre le porte alla biohybrid robotics, disciplina che integra biologia e ingegneria con l’obiettivo di costruire macchine in parte organiche.
Il progetto, pubblicato di recente sull’International Journal of Extreme Manufacturing, si è articolato in più fasi. Anzitutto, gli scienziati hanno prelevato cellule muscolari scheletriche umane, coltivandole in laboratorio fino a ottenere piccoli fasci di tessuto. Nel frattempo, hanno creato, grazie alla stampa 3D, telai biocompatibili in idrogel, un materiale ricco d’acqua che imita la consistenza del muscolo reale, e ne hanno modellato la superficie con micro-solchi orientati.
In seguito, hanno messo insieme i due elementi: i lembi tessutali sono stati disposti su queste strutture di supporto flessibili, ma stabili. Le cellule si sono ancorate, allineate e sono cresciute ordinatamente seguendo le tracce, proprio come accade in un vero apparato muscolare.
Poi è iniziato il periodo di allenamento, in cui i ricercatori hanno applicato al modello impulsi elettrici o luminosi che hanno agito come segnali di comando, inducendo le cellule a contrarsi simultaneamente e a generare, quindi, un movimento efficace.
Il risultato è stato, in pratica, un piccolo muscolo artificiale che, una volta stimolato, è riuscito a piegare o trascinare la struttura a cui è fissato.
Gli esiti della sperimentazione hanno già applicazioni concrete nel settore sanitario. La prima è la medicina rigenerativa: questi mini-muscoli possono, infatti, essere utilizzati per studiare come il tessuto umano si ripara e si rinnova, per esempio dopo una lunga immobilizzazione o con l’avanzare dell’età. Tali ricerche potranno, inoltre, contribuire allo sviluppo di terapie contro la perdita di massa muscolare e contro alcune malattie degenerative, come le distrofie.
La seconda è la sperimentazione dei farmaci: valutarli direttamente su tessuti coltivati permette di definirne meglio efficacia e tossicità, riducendo la necessità di test sugli animali. In particolare, questo approccio potrebbe essere utile per i medicinali che agiscono sulla contrazione e sulla trasmissione elettrica del muscolo, consentendo di osservarne in tempo reale forza, recupero e affaticamento.
La terza è la microchirurgia di precisione, che usa minuscoli dispositivi bioibridi a forma di pinze per intervenire in zone del corpo oggi inaccessibili con gli strumenti tradizionali.
Nonostante i traguardi raggiunti, permangono vari ostacoli da superare. Anzitutto garantire la sopravvivenza del tessuto muscolare nel tempo dato che, se il telaio diventa troppo spesso, le cellule più interne non ricevono abbastanza nutrienti e muoiono. Per ovviare a ciò i ricercatori stanno studiando sistemi di microcanali che, come una rete di capillari, assicurino un flusso continuo di ossigeno e sostanze vitali.
Poi trasmettere il segnale elettrico: anche se le micro-scanalature aiutano a orientare le fibre, tuttora il comando di contrazione non viene distribuito in modo uniforme. Per superare questo limite servirebbero materiali conduttivi di nuova generazione, basati su idrogel dotati di elettrodi integrati, che permetterebbero agli impulsi di propagarsi con maggiore precisione rispetto a quelli tradizionali.
E ancora, incrementare la resistenza meccanica: materiali troppo morbidi si logorano, quelli troppo rigidi impediscono il movimento. Per aggirare l’ostacolo, gli esperti stanno realizzando versioni rinforzate della matrice di base, capaci di imitare meglio la dinamica del muscolo.
Infine, far fronte alle sfide tecnologiche: le stampanti 3D ancora non riescono a coniugare velocità e accuratezza, necessarie per produrre strutture più grandi e uniformi senza compromettere la vitalità cellulare. Guardando al futuro, la sfida è collegare i muscoli artificiali a reti di neuroni biologici o sintetici, in modo che il movimento sia originato da un comando intelligente, come accade nel corpo umano.
Il tentativo dell’ateneo statunitense di costruire robot bioibridi non è l’unico. Altre strutture di eccellenza nel Paese a stelle e a strisce si sono cimentate nell’ambizioso progetto. A marzo 2025, un team del Massachusetts Institute of Technology (Mit) ha annunciato di aver coltivato un tessuto muscolare artificiale che si contrae in varie direzioni, imitando l’attività dell’iride dell’occhio. Lo scorso settembre, i ricercatori del Ren Lab della Carnegie Mellon University hanno, invece, presentato i cosiddetti AggreBots, microscopici automi realizzati con cellule polmonari umane e dotati di ciglia che consentono un movimento modulato all’interno di ambienti complessi.