A lezione di ingegneria… dagli scarafaggi

Periplaneta americana, cioè la blatta americana, non è un ospite particolarmente gradito nelle nostre case… Nonostante il nome, questo scarafaggio è originario dell’Africa, ma dopo la sua introduzione negli Stati Uniti, si è diffuso nelle aree urbane di tutto il mondo. Vicino all’uomo, l’animale trova infatti condizioni microclimatiche simili a quelle dei tropici e, grazie ai nostri rifiuti, può prosperare indisturbato. Questo crea non pochi problemi sanitari, perché P. americana è un “taxi” per decine di protozoi, funghi, batteri, virus e vermi patogeni. Eppure questo ricettacolo di germi possiede delle caratteristiche strutturali estremamente interessanti, che sono state imitate da un gruppo di ricercatori per costruire un robot unico nel suo genere.

 

Se mi schiacci, mi appiattisco…

Se proviamo a schiacciare questa blatta potremmo avere una sorpresa: sollevato il piede l’animale potrebbe essere vivo e vegeto e scappare a tutta velocità verso un irraggiungibile nascondiglio. P. americana, infatti, oltre a resistere a pressioni di 300 volte il proprio peso, ha la capacità di ridurre lo spessore del corpo anche della metà, riuscendo in questo modo a infilarsi in spazi di appena tre millimetri di altezza. Ma la cosa più sorprendente è che anche in spazi così angusti l’insetto riesce a muoversi molto velocemente: come è possibile, visto che non c’è letteralmente lo spazio perché possa camminare? Gli scienziati del Poly-PEDAL Lab, un laboratorio specializzato in biomimetica dell’Università di Berkeley, negli Stati Uniti, ha scoperto che quando queste blatte si trovano in spazi molto stretti, riescono a usare parti diverse delle zampe per darsi la spinta necessaria, senza perdere (o quasi) efficienza.

 

Roboblatta

Dopo aver scoperto e approfondito queste caratteristiche dell’odioso scarafaggio, gli scienziati hanno provato ad applicarle alla robotica e hanno costruito CRAM (Compressible Robot with Articulated Mechanisms). A differenza di molti altri suoi cugini, questa macchina appartiene alla categoria dei robot “soffici”, costruiti cioè in modo da permettere un cambiamento di forma. Proprio come l’essere vivente a cui si ispira, CRAM è costituito da un esoscheletro composto da placche robuste ma flessibili, che quando è schiacciato può comprimersi della metà. Quando CRAM è in modalità “compressa”, può continuare a muoversi velocemente perché le sue zampe, anche se in maniera più rudimentale rispetto al modello vivente, cambiano orientamento continuando a garantire la presa necessaria anche negli spazi più inaccessibili.

 

Ricerca e soccorso

Ma a cosa serve uno scarafaggio robot? Nel loro studio appena pubblicato su PNAS, i ricercatori suggeriscono in particolare applicazioni nel campo della ricerca e soccorso. Immaginiamo che un terremoto abbia ridotto in macerie un edificio: i soccorritori, o i loro cani, non possono infilarsi in ogni pertugio alla ricerca di un superstite; un robot di questo tipo, attrezzato con sensori e telecamere, invece sì. Per lo stesso motivo un successore di CRAM potrebbe diventare un ottimo strumento di monitoraggio ambientale, perché riuscirebbe a raggiungere luoghi molto pericolosi per un essere vivente (per esempio un sito contaminato da forti radiazioni) e allo stesso tempo non avrebbe le difficoltà di movimento di un essere umano o di un robot convenzionale. Robert Full, autore della ricerca insieme a Kaushik Jayaram, in un commento alla rivista Wired US ha dichiarato«Non siamo entomologi, pensiamo anche che [gli scarafaggi] siano disgustosi, ma ci possono insegnare grandi cose».

 

Immagine in apertura e immagine box: Tom Libby, Kaushik Jayaram e Pauline Jennings/PolyPEDAL Lab, UC Berkeley via Berkeley News

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