Le ultime novità della scienza

Fonte: Le ScienzeUn gruppo di ricerca ha ingegnerizzatouna superficie elastica che riproduce alcunestraordinarie caratteristiche della pelle dipolpi e seppie, che può mutare non solo ilcolore ma anche la trama tridimensionale,in modo da riprodurre la scabrosità deglioggetti usati dall'animale per nascondersi(red)animalimaterialiroboticaVAI AL VIDEO: Le papille del polpo non hanno più segretiPer polpi e seppie mimetizzarsi nell'ambientenaturale per sfuggire ai predatori è un po' piùfacile che per gli altri animali.Questi molluschi possono infatti cambiareistantaneamente non solo il colore e la livreadella pelle ma anche mutarne la strutturasuperficiale tridimensionale, in modo da renderlascabrosa come quella di un corallo o di qualunquealtro oggetto abbiano scelto per nascondersi.Sulla rivista "Science"  un gruppo di ricercatori della Cornell Universityguidati da James Pikul e Robert Shepherd riferisceora di aver ricreato artificialmente le proprietàdella pelle di questi molluschi, realizzandosuperfici elastiche con una trama tridimensionaleprogrammabile.Un'immagine eloquente della capacità dellaseppia gigante australiana (Sepia apama) diusare l'estroflessione delle papille per mimetizzarsi(Credit: Roger Hanlon)La ricerca fa parte delfertile settore della bioispirazione, cioè dell'insiemedelle tecniche robotiche che cercano di imitarealcune tra le più sorprendenti capacità degli animali.L'imitazione dei cefalopodi, in particolare, ha creatouna vera e propria nicchia di studi, producendo"una piccola rivoluzione nella robotica, svelandoi principi per sviluppare robot soffici, ovvero robotcostruiti con materiali altamente deformabili",come spiega Cecilia Laschi, della Scuola Sant'Annadi Pisa, in un articolo di commento apparso sullostesso numero di "Science"."Il materiale più utilizzato in questo campo è ilsilicone, che viene controllato in attuatori pneumatici,cioè in buona sostanza gonfiandoli e sgonfiandoli",ha continuato Laschi."La direzione di moto è controllata da camere di forma predeterminata che si deformano in modoasimmetrico",anche grazie a una struttura di fibreindeformabili.Nel caso del prototipo di Pikul e colleghi, "il risultatoè impressionante": si tratta di una pelle morbida epiatta che può assumere la forma delle rocce o dellepiante circostanti.E può anche produrre protuberanze sulla sua superficieper ottenere un mimetismo ancora più efficace.Il segreto del cambiamento della trama è in piccoleestroflessioni chiamate papille.Esse sono un esempio di idrostato muscolare, cioèdi una struttura biologica costituita da tessutomuscolare priva di supporto scheletrico, comenel caso della lingua.I molluschi possono estenderle nell'arco di 20centesimi di secondo per il mimetismo dinamicoe ritrarre per evitare un inutile attrito idrodinamicoquando nuotano."Molti animali hanno papille, ma non possonoestenderle e ritrarle istantaneamente come fannopolpi e seppie", ha spiegato Roger Hanlon, unodegli autori dello studio."Ma per questi cefalopodi è una questione di soprav-vivenza: non hanno una conchiglia che li protegga,l'arma di difesa principale è proprio il mimetismo"."Nella seppia europea, ci sono almeno nove insiemidi papille controllate dal cervello in modoindipendente, ciascuna delle quali può passareda una superficie piatta bidimensionale a una dozzina di possibili forme tridimensionali", ha continuatoil ricercatore.In passato, diversi laboratori del mondo hannosviluppato dispositivi per controllare la forma dimateriali elastici, ma quest'ultima realizzazionedei ricercatori della Cornell ha dalla suaun'estrema facilità e rapidità di trasformazione."Questo è un classico esempio di ingegneria chetrae ispirazione dalla biologia, con molte potenzialiapplicazioni", ha concluso Hanlon."Per esempio, il materiale potrebbe essere mutatoin modo controllato per riflettere la luce nella suaconformazione bidimensionale e assorbirla inquella tridimensionale: potrebbe perciò trovareapplicazione in tutte le situazioni in cui occorramanipolare la temperatura di un materiale".