Un robot che cresce come una pianta

“Oggi vi parliamo di un robot che imita le proprietà delle radici delle piante, inclusa la capacità di crescere”, spiega Julián López Gómez di Euronews. “E quello che a breve scoprirete è che le applicazioni possibili non sono solo fantascienza.

Prima di costruire le loro radici robotiche, i ricercatori hanno dovuto anzitutto comprendere in che modo le radici vere si comportano sottoterra. Un compito tutt’altro che facile.

“Le radici delle piante devono muoversi in un ambiente estremamente complicato, come vedete: il suolo. Devono applicare delle pressioni molto elevate per crescere”, racconta Barbara Mazzolai, biologa dell’Istituto Italiano di Tecnologia e coordinatrice del progetto ‘Plantoid’.

“Innanzitutto – prosegue – crescono dalla punta, dall’apice della radice, aggiungendo nuovo materiale. E spingendo per osmosi, quindi prendendo acqua dal suolo, la punta. Quindi, producono muco e rilasciano cellule morte continuamente. Questo crea una sorta di ‘interfaccia’ tra la radice naturale e il suolo”.

Gli scienziati di un progetto di ricerca europeo hanno dovuto come prima cosa sviluppare un meccanismo che permettesse al robot di scavare in profondità nel terreno.

Per fare questo, crea una sua massa a partire da del materiale artificiale. “La crescita, in Natura, avviene con l’aggiunta di materiale”, dice Ali Sadeghi, ingegnere meccanico dell’IIT.

“Abbiamo provato a imitare tale processo sviluppando quello che abbiamo chiamato un ‘sistema accrescitivo’. Forniamo dei filamenti artificiali al robot, il quale riesce a costruire una propria struttura e a penetrare il suolo. Così il costrutto è in grado di costruire il proprio corpo e di allungare se stesso per penetrare nel suolo”, aggiunge.

Le radici artificiali reagiscono agli stimoli proprio come quelle vegetali: si incurvano evitando ostacoli o metalli pesanti, mentre cercano attivamente acqua o altre sostanze nutrienti.

“Stiamo imitando questo ‘bending differenziale’ attraverso delle soluzioni fluidiche, quindi stiamo utilizzando dei fluidi elettroreologici, che cambiano la loro viscosità applicando una corrente”, spiega Barbara Mazzolai.

“Ma stiamo mettendo in atto anche una crescita differenziale del robot stesso per diversa deposizione del materiale”.

Per “vedere e sentire” sottoterra, i robot sono equipaggiati con sofisticati sensori, composti di materiali morbidi ma resistenti.

“Questi sensori possono codificare, leggere sia il contatto con l’ambiente, un oggetto esterno, una persona che li tocca – dice Lucia Beccai, ingegnere elettronico dell’IIT – sia l’entità dell’indentazione, della pressione che si fa, e della forza nelle varie direzioni”.

Queste radici robotiche potrebbero aiutare l’esplorazione spaziale, ma anche la ricerca sotterranea di minerali, di petrolio o persino di mine anti-uomo.

Gli scienziati, però, guardano oltre e immaginano un futuro in cui costrutti artificiali di questo tipo possano essere usati in neurochirurgia per sostituire gli attuali strumenti più rigidi e invasivi.

“La grande sfida è quella di creare questo meccanismo di crescita autonoma e farlo su dimensioni molto ridotte. E uno strumento flessibile e piccolo diventa anche meno efficace per esercitare delle azioni”, nota però Edoardo Sinibaldi, ingegnere aerospaziale dell’IIT.

“Questa è una limitazione che questo tipo di strumenti possono avere, a meno che non si riesca a trovare una strategia per cambiare la rigidità di questi strumenti”, sottolinea.

A prescindere dal risultato finale, per i ricercatori siamo di fronte a una nuova era di esplorazione robotica in dirittura di partenza.

Per saperne di più, visitate il sito del Progetto Plantoid