La promessa sostenibile dei robot bioibridi

 

Tecnologie ingegneristiche ed elementi biologici combinati insieme per dar forma a macchine in grado di integrare con l' ambiente in modi innovativi e sostenibili ed ispirandosi alle specie viventi, gruppi di ricerca in tutto il mondo stanno sviluppando soluzioni più ecologiche, capaci di cambiare volto a settori come l' agricoltura, la medicina e l' esplorazione territoriale. Dai segnali elettrici dei funghi nel micelio, alle cellule di medusa per facilitare il monitoraggio subacqueo, la natura offre spunti modelli sofisticati meccanismi che sono il frutto di oltre tre miliardi di anni di evoluzione della vita sul nostro pianeta. E che sono preziosissimi i robot di ultima generazione. 

Robot che riparano ecosistemi 

Con l' integrazione di componenti viventi nei sistemi robotici, in un percorso iniziato negli anni ottanta del secolo scorso, sta aprendo nuovi scenari con macchine e natura che combinano le rispettive peculiarità per affrontare le sfide globali. E' verosimile ottenere robot che attraverso processi ispirati dalla vita riparano ecosistemi, rilevano contaminati e rigenerano habitat degradati, nella visione di una tecnologia che evolve accanto alla natura, all' ambiente e progresso che convergono in una sinergia, inconsapevole ma dal grande potenziale. 

Il fungo che comanda la macchina 

Uno dei sviluppi più innovativi della biorobotica è l' utilizzo del micelio dei funghi come mezzo di controllo per robot ibridi. I ricercatori della Cornell University New York, hanno sviluppato sistemi intelligenti che utilizzano segnali elettrici generati dalla parte sotterranea e filamentosa dei funghi per inviare comandi a componenti robotici. Il micelio agisce come un sistema nervoso vegetale, capace di trasmettere impulsi elettrici in risposta a stimoli come la luce o le variazioni metereologiche. I comandi vengono inviati agli attuatori del robot, inducendo movimenti e reazioni in base agli impulsi generati dal fungo, come descritto su Science Robotics ad agosto. L' illuminazione con luce ultravioletta per esempio può intensificare l' attività robotica dei miceli, facendo sì che i robot intensificano il loro movimento. 

I funghi sono resistenti e adattabili, capaci di sopravvivere in contesti estremi come acque salate o con temperature molto basse, questo rende i robot controllati dai miceli adatti per applicazioni in ambienti ostili, come aree ad alta radioattività o ecosistemi fragili da monitorare senza l' uso di tecnologie inquinanti. Inoltre l' utilizzo dei fungi rende i robot bioibridi più sostenibili rispetti agli omologhi sintetici, che spesso richiedono materiali costosi da smaltire. I miceli hanno una sensibilità chimica superiore rispetto a molte altre forme di vita, che può permettere di rilevare agenti patogeni, tossine o cambiamenti nella composizione del suolo o dell' acqua in maniera più precisa e tempestiva. 

Sistemi rampicanti per l' agricoltura 

Un altro filone del biorobotica in rapida evoluzione sono le piante rampicanti con l' applicazione dell' agricoltura alla sostenibilità. Vegetali come l'edera e la vite hanno sviluppato strategie adattive per crescere verso l' altro sfruttando supporti esterni, anziché costruirsi strutture robuste. Ispirandosi a questi meccanismi si stanno sviluppando robot capaci di arrampicarsi come un viticcio su strutture vegetali o artificiali, e anche di vegliare sul raccolto e di adattarsi agli ambienti circostanti senza compromettere le risorse naturali, utilizzando sensori naturalizzati per raccogliere informazioni come l' umidità, temperatura e intensità luminosa. Sistemi di viticci artificiali possono essere impiegati per monitorare da vicino lo sviluppo delle coltivazioni e rilevare precocemente segnali di stress idrico o malattie, questo permette un intervento tempestivo, riducendo l' uso di pesticidi facendo promuovere pratiche agricole più sostenibili e più efficienti. Tutto è un caso particolare di un sistema generale, l' uso di organismi viventi nei robot permette di creare macchine che sono in grado meglio ai cambiamenti climatici e all' ambiente, reagire a stimoli imprevisti e persino auto-ripararsi. Sviluppi che potrebbero portare alla creazione di robot in grado di operare in luoghi difficili da raggiungere o pericolosi per gli esseri umani come i fondali  oceanici, le zone radioattive, o i terreni agricoli contaminati da inquinanti di vario genere. In futuro la robotica bioibrida potrebbe essere impiegata anche nello spazio, grazie alla capacità di coltivare miceli in condizioni estreme, campioni di funghi potrebbero spediti su altri pianeti, dove potrebbero diventare parte dei robot utilizzati per l' esplorazione o per la costruzione di strutture per le successive missioni umane.