robotica bioispirata

Plantoidi, animaloidi o umanoidi: il valore dei robot che imitano la Natura

Movimento, percezione, controllo, comunicazione, velocità: studiare i comportamenti della Natura per dispositivi al servizio dell'umano

di Barbara Mazzolai*

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(HQUALITY - stock.adobe.com)

Movimento, percezione, controllo, comunicazione, velocità: studiare i comportamenti della Natura per dispositivi al servizio dell'umano


3' di lettura

Alla domanda «Preferiresti rinascere leone o quercia?», la maggioranza di noi non avrebbe dubbi e risponderebbe senza esitazione «Leone». D'altra parte i leoni godono di ottima pubblicità, sono animali meravigliosi, circondati da un alone mitico di forza, purezza e coraggio.

Non a caso sono anche protagonisti di innumerevoli detti popolari; cito tra tutti «Meglio vivere un giorno da leone, che cento giorni da pecora», e la versione poetica proposta da William Shakespeare, «Può ben dire la sua un leone, quando a dir la loro ci sono tanti asini in giro». Ma molti altri sono i proverbi che tirano in causa questo affascinante grande felino, da sempre noto come il Re della giungla.

Personalmente però credo che risponderei: «Quercia!» Mi capita spesso di fantasticare su come un albero, meglio ancora se centenario come la quercia, percepisca noi uomini. Sotto le proprie chiome avrà visto transitare nei secoli un brulicare di personaggi: in tanti si saranno appoggiati al suo tronco per riposare, leggere un libro o scambiarsi un bacio. Avrà osservato immobile il succedersi di guerre, lo scorrere del sangue, sarà sopravvissuto a incendi, avrà assistito al ciclo infinito delle stagioni che mutavano incessantemente i colori attorno a lui.

Non mi dispiacerebbe affatto sperimentare cosa significa dilatare la sensazione del tempo che passa; per chi come me è sempre in movimento, percepire la lentezza che potrebbe venire confusa per immobilità, o comprendere quelle capacità adattative che, inesorabili, consentono a questi Matusalemme di superare il limite temporale proprio dell'Uomo sarebbe un'esperienza potentissima.

Movimento, percezione e controllo, comunicazione, velocità: sono proprio queste le caratteristiche delle piante che ispirano il mio lavoro. Il mio mondo è quello della robotica bioispirata. Studiamo gli esseri viventi e il loro funzionamento per imitarli e progettare nuove macchine al servizio dell'Uomo.

Costruiamo robot, chiamati plantoidi, che crescono e cambiano la propria morfologia, esattamente come il corrispettivo modello biologico: la radice di una pianta. Come quella naturale, anche la radice artificiale è dotata di una parte apicale munita di sensori per la misurazione di svariati parametri nel suolo – acqua, gravità, temperatura, sostanze chimiche –, e di sensori tattili che servono a evitare gli ostacoli.

A ogni sensore è associato un comportamento, ovvero la radice si muove crescendo verso o lontano da uno stimolo, a seconda che sia positivo o negativo per la pianta.Esseri verdi, le nostre muse ispiratrici.

Verde. Il colore che ci trasmette un senso di pace, di serenità. Per me il verde è anche l'immaginazione, la vitalità. Studiando le piante ho trovato la via per fare innovazione, per creare nuove macchine al servizio dell'Uomo, utili nel monitoraggio ambientale, nell'esplorazione dei suoli, anche su pianeti lontani, così come nello sviluppo di nuovi strumenti medicali.

La capacità di osservare le piante con occhi diversi rappresenta il punto di partenza. Esse mostrano funzioni molto simili alle nostre (si muovono, percepiscono l'ambiente, comunicano, esplorano, risolvono problemi, vivono in comunità e attuano sinergie), ma queste sono basate su fondamenti biologici totalmente diversi. Rappresentano un'alternativa evolutiva quasi speculare a quella del mondo animale: mentre uomini e animali si sono evoluti privilegiando molto spesso caratteristiche legate alla velocità di movimento, il mondo vegetale ha fatto della lentezza l'origine della propria incredibile resilienza.

In un futuro, spero prossimo, i plantoidi potrebbero rappresentare macchine dotate di una propria forma di intelligenza ispirata alle capacità di adattamento ed esplorazione delle affascinanti creature verdi che da milioni di anni ci circondano in silenzio, e dalle quali dipende la nostra vita.Il mondo della robotica bioispirata annovera tra i suoi modelli un vero e proprio zoo!

Non solo piante, ma insetti, polpi, gechi, salamandre, pesci, cani e, ovviamente, l'uomo, rappresentano i modelli per realizzare i cosiddetti animaloidi e umanoidi. Macchine sempre più vicine a noi, progettate per operare in ambienti fuori delle fabbriche, contesti reali, mutevoli, e per aiutarci in molte applicazioni.

Ma c'è di più. La robotica bioispirata può offrire soluzioni concrete per un'analisi più approfondita dei processi naturali. Sono sempre più convinta che l'osservazione della Natura e dei suoi profondi meccanismi possa indicarci la strada per risolvere problemi complessi, quali i cambiamenti climatici e l'innalzamento della temperatura globale, così come l'identificazione di materiali a minor impatto ambientale e forme energetiche più sostenibili.

Sapere e conoscenza rappresentano le uniche vie percorribili, al fine di aumentare la consapevolezza nelle scelte da compiere e la responsabilità del singolo, oltre che della collettività.

* Barbara Mazzolai, biologa e direttore del Centro di Micro-Biorobotica dell'Istituto Italiano di Tecnologia di Pontedera, parlerà domenica 19 luglio, ore 18.00, alla Centrale dell'acqua di Milano, nell’ambito della Milanesiana, manifestazione da vent'anni diretta da Elisabetta Sgarbi

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