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Nasce il primo viticcio artificiale in grado di arrampicarsi

Fonte: Le Scienze

24 gennaio 2019

Nasce il primo viticcio artificiale

in grado di arrampicarsi

Comunicato stampa -

E' un robot soffice ispirato alle piante

rampicanti, realizzato dal gruppo di

ricerca coordinato da Barbara Mazzolai.

Il lavoro pubblicato su Nature

CommunicationsIIT-Istituto Italiano di Tecnologia:

robotica

24 gennaio 2019, Pontedera (Pisa) -

Ottenuto in Italia il primo robot che imita il

comportamento dei viticci, arrotolandosi a

spirale intorno a un supporto: è un robot

soffice che si muove sfruttando lo stesso

principio fisico che fa muovere l'acqua nei

tessuti delle piante rampicanti ed è stato

realizzato dai ricercatori del 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.

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.

I ricercatori hanno tratto ispirazione dal comporta-

mento delle piante, le quali non sono affatto

esseri immobili.

Per esempio, le radici 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 continua-

mente la loro morfologia all'ambiente esterno.

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 grazieai 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.

Il robot soffice è stato creato partendo da un

modello matematico, che ha determinato le

dimensioni del robot affinché 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.

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, così, il movimento

del liquido stesso, da cui lo srotolamento del viticcio

artificiale.

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.

Il fatto di esserci riusciti usando una comune batteria

e dei tessuti flessibili suggerisce la possibilità di creare

robot soffici facilmente adattabili all'ambiente

circostante, senza creare danni a oggetti o esseri viventi.

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.

In questo contesto, Mazzolai e il suo gruppo

sono coinvolti in nuovo progetto, il progetto

GrowBot, finanziato dalla Commissione Europea

nell'ambito del programma FET Proactive che

prevede lo sviluppo di un robot che, non solo

sia in grado di riconoscere le superfici a cui

attaccarsi o i supporti a cui ancorarsi, ma riesca

a farlo mentre cresce e si adatta all'ambiente

circostante.

Proprio come fanno in natura le vere piante

rampicanti.