Anche nel 2021 sono stati osservati comportamenti in molluschi, insetti, aracnidi e mammiferi che possono rivoluzionare le nostre tecnologie. L’esperto di biomimetica Santulli: “Una grande lezione della Natura”
Gli scoiattoli che riescono ad atterrare in equilibrio su qualsiasi superficie sono uno spettacolo. E la limaccia di mare, la lumaca che riesce a rigenerare parti del suo corpo, fa immaginare scenari da fantascienza. Tuttavia, le “7 cose incredibili che gli animali sanno fare, scoperte quest’anno” raccolte da Science in un articolo (e di cui i due esempi iniziali fanno parte) sono più che incredibili, sono preziose per i nostri progressi tecnologici e per la salvaguardia della biodiversità.
Carlo Santulli, professore di Scienza dei materiali e tecnologia all’Università degli Studi di Camerino, esperto di biomimetica, aiuta a vedere il florilegio di Science come una grande lezione della Natura, un esempio, peraltro assai limitato, di ciò che dovremmo imparare, soprattutto per non sprecare risorse: “Nella storia del progresso tecnologico spesso noi umani abbiamo elaborato soluzioni che gli animali avevano già. Ma le nostre sono risultate quasi sempre più costose, sia in termini di energia, sia dal punto di vista economico, e difficili da riciclare”.
Gli scoiattoli acrobati
Gli scoiattoli che, come dice Science, fanno parkour, cioè compiono percorsi superando qualsiasi genere di ostacolo in maniera veloce ed efficiente, sono un ottimo esempio di come la tecnologia ora guarda agli animali. La ricerca pubblicata lo scorso agosto ha accertato che i roditori valutano la capacità dei rami di resistere alla flessione e sono in grado di misurare se il loro salto da un ramo sia possibile, considerando la distanza, con perfetto ammortizzamento delle loro zampette. “Questo può essere d’ispirazione a robot che saltano – dice Santulli -, perché in realtà il nostro problema è la progettazione del sistema di giunti e membrane che consenta un atterraggio senza problemi dall’altezza di operatività, e che impedisca di saltare se l’altezza di salto o l’angolazione necessaria all’atterraggio siano eccessive”. Come dire che studiare l’abilità degli scoiattoli è fondamentale per progettare robot da fare posare dolcemente su nuovi pianeti. E non solo.
L’insetto pattinatore a testa in giù
È di grande interesse per la robotica anche la capacità del gerride, uno degli insetti definiti “pattinatori” proprio per la loro capacità di scivolare sull’acqua. Lo studio uscito lo scorso giugno ha scoperto che questo piccolo coleottero è in grado di camminare sull’acqua a testa in giù, aggrappandosi alla superficie dell’acqua dal basso e usando una piccola bolla d’aria per bloccare il suo ventre al lato inferiore della superficie. Resta però un mistero come faccia a camminare senza rompere la tensione superficiale dell’acqua. Secondo Santulli, “questa capacità dei gerridi di camminare sull’acqua non bagnandosi, quindi di essere super-idrofobici” e di “ottenere sostegno letteralmente aggrappandosi alla superficie dell’acqua da sotto va oltre la capacità di scivolamento”. Capirne a fondo i meccanismi permetterebbe di progettare robot che possano stare in superficie con successo anche in caso di moti ondosi.
La lumaca che rigenera il corpo
C’è in ballo la tecnologia tessutale quando si osserva come le limacce di mare (Elysia cf. marginata) possono rigenerare parti del corpo, che consentono loro di riprendere a funzionare come organismi. La scoperta, documentata lo scorso marzo su Current Biology, “ci interessa per capire come innescare un processo di auto-ricostruzione in parti del nostro corpo che non sono in grado di farlo”, spiega Santulli. Certo, nel leggere che le limacce si liberano del corpo principale, compreso tutto il cuore, e rigenerano un nuovo corpo partendo dalla testa, mentre il corpo di cui si liberano non riesce a ricostruirsi, è affascinante: immaginarlo su un essere umano fa quasi paura.
I ragni campioni di sollevamento pesi
Insetti e aracnidi sono da sempre grandi fonti di ispirazione per la biomimetica e non a caso sono tra gli animali più presenti nella fantascienza, spesso utilizzati come modelli per creature capaci di divorare qualsiasi cosa. Così, lo studio apparso ad agosto sul fatto che almeno 11 famiglie di ragni riescono a mangiare serpenti molto più grandi di loro sembra dar benzina alle nostre fobie comuni. Così come l’altro studio incredibile di questo 2021 che ha accertato che i ragni riescono a sollevare prede 50 volte più pesanti di loro. Tutto merito della loro seta, sulle proprietà della quale la letteratura scientifica è assai ampia.
Infatti questi che sembrano soprattutto rapporti predatore-preda sono interessanti per lo strumento che li rende possibili: “Una delle tematiche importanti è la possibilità di riprodurre la seta dei ragni, che può avere diverse funzioni, sempre legate al rapporto predatore-preda – svela Santulli -. Può consentire il cammino veloce del ragno supportandone il peso anche con forti flessioni, può incollare la preda in modo sicuro, e può incapsularla totalmente, permettendo al ragno di sollevarla, impedendone la fuga, quindi essendo a prova di foratura e resistendo all’eventuale taglio. Nessun materiale permette di esercitare le tre funzioni con piccole modifiche della sua composizione”.
Gli orsi che usano le armi
Pensavate che soltanto le scimmie usassero armi come sassi e bastoni? Lo studio pubblicato da Science a luglio svela che gli orsi polari, non potendo affrontare i trichechi, che hanno temibili zanne e pesano fino a 1300 chili, li tramortiscono gettandogli blocchi di ghiaccio dall’alto. “Ecco un altro aspetto del rapporto predatore-preda – osserva Santulli – che colloca gli orsi polari all’interno della categoria degli animali, di cui l’esempio più noto è il chea, pappagallo australiano, che sono in grado di utilizzare degli oggetti e quindi diventano potenzialmente fruitori di una tecnologia. In questo caso è interessante per riflettere sui meccanismi di apprendimento, che comprendono curiosità, esplorazione degli oggetti e manipolazione. Questo consente di ragionare su come migliorare i risultati dell’addestramento sociale, anche nel caso per esempio dei neonati”.
Tartarughe carnivore e uccelli maestri di orchestra
Tra le scoperte incredibili del 2021 su ciò che possono fare gli animali, Science include infine le tartarughe che, ritenute erbivore, sono invece state riprese per la prima volta mentre non disdegnano un po’ di carne e catturano un uccellino e gli uccelli lira, che riescono a imitare il canto di un intero stormo di uccelli di specie diverse. Anche in questo caso, Santulli sottolinea la straordinaria capacità di apprendimento dell’uccello lira, in grado di riprodurre linee melodiche complicatissime, che un cantante lirico avrebbe difficoltà a imparare con tanta rapidità.
Abilità sorprendenti, capacità di apprendimento ancora da esplorare e possibilità enormi per la biomimetica in soli sette esempi: in realtà, la ricerca in soli 12 mesi ha scoperto e studiato molto di più, talvolta con risultati meno facilmente divulgabili, ma altrettanto importanti per il miglioramento delle tecnologie. Di sicuro, in giro per ogni diverso ecosistema del Pianeta ci sono donne e uomini che stanno cercando di studiare organismi minuscoli o grandi carnivori anche nel tentativo di sottolinearne l’importanza, prima che si estinguano.
di Cristina Nadotti
04 Gennaio 2022
(Fonte LA REPUBBLICA| GREEN&BLUE)