Al Food&Science Festival le frontiere della biorobotica con Barbara Mazzolai

Mantova – Come una vera Susan Calvin, creatrice di robot dei racconti di Isaac Asimov, Barbara Mazzolai coordina il Centro di Micro-BioRobotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova e progetta robot innovativi ispirati alle forme naturali. “Studiare la natura aiuta a creare nuove macchine intelligenti, capaci di adattarsi a ciò che le circonda e muoversi in ambienti variabili e non strutturati”. Dopo aver messo a punto un robot con bracci dalle grandi abilità di manipolazione ispirati a quelli del polpo, la Mazzolai ha vinto un bando europeo da 1.5 milioni per il finanziamento del progetto PLANTOID, dedicato alla progettazione di robot ispirato alle forme vegetali. “Abbiamo dovuto sottomettere il progetto tre volte prima che fosse accettato, perché anche tra chi progetta robot esiste un pregiudizio nei confronti delle piante”, ha raccontato al pubblico del Food&Science Festival. “Sono viste come esseri immobili, prive di comportamento, e per questo inadatte a essere usate come modello per progettare un robot. Ma l’immobilità delle piante è solo apparente, perché se le osserviamo a velocità accelerata ci accorgiamo che si muovono molto mentre crescono, sia in altezza sia sottoterra.”

Barbara Mazzolai cercava una soluzione per rendere più semplici, efficaci e veloci i campionamenti del terreno che si fanno per monitorare la qualità dei suoli, che ha un impatto sulla qualità del cibo e, in definitiva, sulla nostra salute. Pochi organismi sono più adatti delle piante a esplorare il terreno. L’apice di ogni radice può saggiare il terreno ed evitare gli ostacoli mentre cresce, e contiene almeno 15 diversi tipi di sensori capaci di monitorare parametri come la temperatura, l’umidità, le vibrazioni, la luce, la gravità e la concentrazione di nutrienti o sostanze tossiche. Anche se manca un sistema centralizzato di integrazione di queste percezioni – quello che per noi è il cervello, le piante riescono comunque a produrre una risposta coordinata, una strategia che denota una forma di intelligenza. “Parlare di intelligenza nelle piante può lasciare perplessi, ma al momento non abbiamo un termine migliore per descrivere questi comportamenti. Da controllo centrale degli animali si passa a quello distribuito delle piante.”

La percezione e l’elaborazione dei segnali si traduce in diverse velocità e direzioni di crescita delle radici, che avviene sempre per aggiunta di nuovo materiale all’apice. Il robot plantoide progettato da Barbara Mazzolai si basa su questa idea e utilizza una stampante 3D per aggiungere materiale alla punta in continua crescita e consentire ai sensori di avanzare nel terreno. Il robot quindi non ha una forma predefinita, ma cresce nel terreno per esplorarlo, monitorarlo e inviare le informazioni all’operatore. “Abbiamo fatto uno studio di fattibilità finanziato dall’ESA per valutare la possibilità di inviare il plantoide su Marte per esplorare il terreno.” Il plantoide potrebbe anche essere adattato per un utilizzo in medicina nell’ambito delle endoscopie craniche e colonscopie, rendendo le procedure più sicure, rapide e indolori.

La biomimetica e lo studio della natura può anche aiutarci nella progettazione di materiali intelligenti che funzionino contemporaneamente da sensori e motori. Un esempio sono le pigne e i tessuti vegetali che cambiano forma in base alle variazioni dei parametri ambientali come l’umidità. Questo consentirebbe di creare macchine ottimizzate che rispondano all’ambiente e consumino meno energia.

Il Festival è presente su Internet con il sito www.mantovafoodscience.it e con i profili ufficiali sui social network Facebook, Twitter, Instagram e YouTube.

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