Scienza: imparare dalle formiche a scavare tunnel in sicurezza

 

LUNEDÌ 23 AGOSTO 2021 19.10.44

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(AGI) - Roma, 23 ago. - (NOTIZIA CON EMBARGO ALLE 21.00) Le formiche sfruttano una perizia senza uguali per scavare i loro tunnel sotterranei in sicurezza, senza calcolare le forze coinvolte, e la comprensione di questa scienza tecnica potrebbe ispirare lo sviluppo di migliori tecniche di estrazione robotica. Questi, in estrema sintesi, i risultati di uno studio, pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, condotto dagli scienziati del California Institute of Technology, che hanno utilizzato l'imaging a raggi X 3D per mappare le distribuzioni di forza e le strutture dei tunnel scavati dalle formiche mietitrici occidentali (Pogonomyrmex occidentalis). Il team, guidato da Jose' E. Andrade, ha studiato le abitudini di scavo delle formiche e scoperto alcuni dei meccanismi che le guidano. Gli scienziati hanno osservato esemplari costruire i tunnel sotterranei, ipotizzando che le formiche si facessero strada nella terra, alla ricerca di granelli da rimuovere senza considerare le forze fisiche in gioco, allo stesso modo con cui si cerca di sfilare i blocchi di legno durante una partita a Jenga. Assieme al docente di Biologia e Ingegneria biologica Joe Parker, Andrade ha allevato gruppi di formiche per esaminare le loro capacita'. (AGI)Sci/Vic (Segue) 231909 AGO 21 NNNN

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(AGI) - Roma, 23 ago. - "Il processo ha richiesto quasi un anno - spiega Andrade - abbiamo scoperto che i singoli esemplari si comportano in modo diverso, alcuni scavano ogni volta che possono, altri non si dedicano all'attivita' e altri ancora interrompono il lavoro piu' volte". Le scansioni 3D, riportano gli studiosi, hanno mostrato che le formiche scavano i tunnel lungo i bordi delle teche, nel modo piu' ripido possibile. Il gruppo di ricerca ha scoperto che quando le formiche rimuovono i granelli di terreno, provocano un riarrangiamento nelle catene di forza attorno al tunnel, che poi si riorganizzano intorno all'esterno del tunnel e alleviano la pressione dai grani alla fine dello spazio creato, rendendo piu' semplice la rimozione dei granelli di terra. "Non sembrava che gli insetti fossero pienamente consapevoli di quello che sono in grado di fare - osserva l'autore - ma si sono evoluti per scavare tunnel beneficiando delle leggi della fisica. E' quello che riteniamo essere un algoritmo comportamentale, un atteggiamento, cioe', che si riscontra in ogni lavoratore, piuttosto che nelle singole formiche". Gli esperti sperano di lavorare su un approccio di intelligenza artificiale in grado di emulare l'algoritmo comportamentale delle formiche e simulare le capacita' di scavo di questi animali. "I materiali granulari si ridimensionano in modi diversi rispetto ad altri materiali come fluidi o solidi - commenta Andrade - comprendere queste tecniche e implementarle in dispositivi robotici potrebbe permetterci di migliorare le nostre abilita' di scavo. La realizzazione di tunnel attraverso materiali granulari richiede grandi dispendi di tempo, costi ed energia. Emulare le capacita' delle formiche potrebbe rivelarsi estremamente utile in futuro". (AGI)Sci/Vic 231909 AGO 21 NNNN