La BioRobotica e la saggezza della Natura

“La natura geniale” è il primo sintetico libro di Barbara Mazzolai, una biologa con un Dottorato di ricerca in Ingegneria dei microsistemi e un Master in Eco-Management (Longanesi, 2019, euro 18).

In questo libro molto chiaro e scorrevole di stampo divulgativo, emerge un aneddoto molto istruttivo: il grande biologo Linneo era molto religioso “e nonostante all’epoca studiasse i generi che oggi noi sappiamo essere carnivori, come Drosera, Sarracenia, Pinguicula e Utricularia, tacciava di blasfemia i botanici che sostenevano la natura di questi e altri vegetali” (p. 112). Anche Darwin ritardò di molti anni la pubblicazione di uno studio sulle piante insettivore per il timore di venire deriso dai sostenitori di Linneo. La conoscenza scientifica dovrebbe essere libera dai pregiudizi e la biologia può ispirare le grandi opere dell’ingegno umano in stile Leonardo da Vinci.

In ogni caso la biorobotica è l’arte della creazione di sistemi robotici basati sugli organismi viventi e Barbara Mazzolai insieme ai suoi studenti di dottorato ha sviluppato i plantoidi, dei robot che imitano le piante. I plantoidi sono dei sistemi in grado di trasformarsi adattandosi all’ambiente. Una caratteristica fondamentale delle piante è quella di associare il movimento alla crescita. Le piante sono fissate al suolo o su altre piante (il vischio), ma possono crescere per tutta la vita.

I plantoidi potrebbero essere predisposti con vari sensori per essere utilizzati in campo medico diagnostico per riconoscere le cellule malate (p. 169). Inoltre, se si prendono in esame i movimenti osmotici a ridotto consumo energetico delle piante, alcuni ingegneri molto innovativi potrebbero progettare degli attuatori osmotici “per il rilascio di farmaci da dispositivi posti sulla pelle, senza utilizzare batterie” o pompe e valvole, migliorando la qualità della vita dei pazienti (p. 154).

Alcuni ricercatori sono riusciti a sviluppare gli animaloidi, i robot ispirati agli animali. Ad esempio il ricercatore Dario Floreano (lavora a Losanna, https://www.swissinfo.ch/ita/i-robot-non-sono-ancora-ci%C3%B2-che-erano/29068954), ha sviluppato dei robot volanti miniaturizzati: https://twitter.com/dfloreano, https://www.vbqspeakers.com/dario-floreano.

Tra i fenomeni più interessanti emersi delle ricerche di Barbara Mazzolai il più utile sembra questo: si può ricavare elettricità dalle foglie delle piante stimolandole con alcuni materiali artificiali: “la tensione sviluppata da una singola foglia può superare i 150 Volt, abbastanza per alimentare simultaneamente 100 lampadine a led ogni volta che la foglia viene sfiorata” (p. 172). Quindi è possibile “convertire il vento in elettricità utilizzando le piante”. Anche dallo studio della grande forza penetrativa delle radici del pino marittimo potrebbero derivare degli sviluppi molto utili.

Comunque come affermato da Barbara Mazzolai, “Passione, curiosità, formazione continua, spirito di sacrificio e un pizzico di visionarietà sono senz’altro i requisiti fondamentali per chi decide di dedicarsi alla ricerca”. Un vero scienziato deve promuovere una fame di conoscenza libera dagli schemi precostituiti e dai condizionamenti gerarchici, e deve informare i cittadini e i più giovani.

In definitiva “La progettazione di robot ispirati agli esseri viventi necessita di competenze multidisciplinari: dobbiamo abbattere le barricate che ancora frammentano il sapere in settori non comunicanti, per creare uno spazio di ricerca” umanistico e non troppo accademico (p. 167).

Barbara Mazzolai dirige il centro di MicroBioRobotica dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Pontedera (Pisa): https://www.iit.it/it/centers/cmbr-sssa. Per alcuni approfondimenti vari di stampo anche accademico: https://ilbolive.unipd.it/it/rivoluzione-piante-anche-formato-robot; https://www.popolis.it/la-natura-geniale-di-barbara-mazzolai (partecipazione al Festival Rinascimento Culturale); https://www.youtube.com/watch?v=s6don-XQFFg (Festival della Mente).

Nota robotica – Robohub è la grande comunità degli esperti di robotica: https://robohub.org. La robotica svizzera: https://nccr-robotics.ch. La robotica australiana: https://www.roboticvision.org. Qui trovate la lunga conferenza digitale sulla Robotica e l’Automazione: https://www.icra2020.org. Qui trovate l’evento previsto il 28 luglio: https://bsr.iit.it/events/lm-2020-online-satellite-event.

Nota botanica – Le micorrizie sono l’unione dei miceli dei funghi (i filamenti radicali) e delle radici delle piante. In un grande bosco una grande rete sotterrane può unire innumerevoli alberi: “Un albero madre può essere connesso a centinaia di altri alberi cui invia il carbonio in eccesso attraverso la rete micorrizia, aumentando di ben quattro volte la sopravvivenza delle piante più piccole” (la ricerca di Suzanne Simard citata a p. 147; https://www.dionidream.com/suzanne-simard-alberi). Le piante possono muoversi molto lentamente attraverso i tropismi (ad esempio lo spostamento dei rami in direzione del sole), i movimenti nastici (i movimenti che non dipendono dalla direzione dello stimolo), le circumnutazioni (i movimenti oscillatori e spiraliformi presenti degli apici radicali e nelle parti apicali in crescita delle piante rampicanti, p. 117). Nel mais il movimento delle radici viaggia intorno ai 2 millimetri all’ora (p. 126). La cera idrofobica presente nelle “foglie di loto fa sì che l’acqua scivoli portando via con sé lo sporco” (foto a p. 68). Infine consiglio il blog https://lalinealaterale.com di Danilo Zagaria, che potrebbe instaurare una buona collaborazione con Barbara Mazzolai, insieme alla giornalista https://www.stellalevantesi.com.