È stato costruito in Italia il primo robot ‘soffice’ che imita il comportamento dei viticci, arrotolandosi a spirale intorno a un supporto. Si muove sfruttando lo stesso principio fisico che fa muovere l’acqua nei tessuti delle piante rampicanti. Lo ha realizzato il Centro di Micro-BioRobotica dell’IIT-Istituto Italiano di Tecnologia a Pontedera (Pisa), guidati da Barbara Mazzolai.
Il lavoro è stato descritto nella rivista Nature Communications, e in futuro potrebbe essere d’ispirazione per lo sviluppo di dispositivi indossabili, come tutori, in grado di cambiare forma. I ricercatori guidati da Mazzolai hanno tratto ispirazione dal comportamento delle piante. Le radici, spiegano dall’ IIT, crescono bilanciando la ricerca di nutrienti con la necessità di evitare ostacoli e sostanze dannose. Inoltre, non potendo scappare – diversamente dagli animali, le piante quando si muovono, in realtà “crescono”, si allungano, adattando continuamente la loro morfologia all’ambiente esterno.
Imitare il comportamento delle piante rampicanti
Tale “crescita” è quello che accade nei viticci delle piante rampicanti, che sono in grado di arrotolarsi e srotolarsi attorno a supporti esterni per favorire il benessere della pianta stessa. In questo lavoro, i ricercatori hanno studiato i meccanismi naturali grazie ai quali le piante sfruttano il trasporto dell’acqua al loro interno per muoversi e li hanno replicati in un robot soffice. Il principio idraulico in questione si chiama “osmosi” e si basa sulla presenza di piccole particelle presenti nel liquido (citosol) contenuto all’interno delle cellule della pianta. L’osmosi determina il movimento dei viticci.
Come è stato realizzato il robot soffice
Il robot soffice è stato creato partendo da un modello matematico, che ha determinato le dimensioni del robot affinchè i movimenti guidati dall’osmosi non fossero troppo lenti. Il robot ha quindi acquisito la forma di un piccolo viticcio, in grado di compiere movimenti reversibili – arrotolamento e srolotamento – come fanno anche le piante.
Secondo quanto riferisce l’Istituto italiano di tecnologia, il corpo del viticcio artificiale è stato realizzato con un tubo flessibile di Pet (un comune polimero spesso usato anche per contenere alimenti), all’interno del quale è presente un liquido con ioni. Sfruttando una batteria da 1.3 Volt, gli ioni vengono attirati e immobilizzati sulla superficie di elettrodi flessibili alla base del viticcio, dando vita a un processo osmotico e causando, cosi’, il movimento del liquido stesso, da cui lo srotolamento del viticcio artificiale.
Come funziona il meccanismo che gli consente di ‘arrotolarsi’
L’arrotolamento si ottiene rimuovendo l’effetto della batteria, sfruttando il circuito elettrico in cui essa è inserita. è la prima volta che si mostra la possibilità di sfruttare l’osmosi per azionare movimenti reversibili. Le possibili applicazioni potranno spaziare dalle tecnologie indossabili allo sviluppo di braccia robotiche flessibili per esplorazione.
La sfida nell’imitare le capacità delle piante di muoversi in ambienti mutevoli e non strutturati è appena iniziata. Il gruppo di ricerca guidato da Mazzolai, include i ricercatori Edoardo Sinibaldi e Indrek Must, tutti con una formazione e competenze complementari: Must è un tecnologo dei materiali con un dottorato in ingegneria e tecnologia, Sinibaldi un ingegnere aerospaziale con un dottorato in matematica applicata, Mazzolai una biologa con un dottorato in ingegneria dei microsistemi. Mazzolai è stata tra le 25 donne geniali della robotica nel 2015 secondo RoboHub, ed è autrice del primo robot pianta al mondo, il Plantoide.
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