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Il robot italiano che imita la vite

Il robot italiano che imita la vite
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Dai vitigni toscani non viene fuori solo ottimo vino. Il meccanismo di funzionamento dei viticci ha ispirato l'ideazione del primo robot "soffice" al mondo che può arrampicarsi arrotolandosi e srotolandosi intorno a un supporto.

I ricercatori, un team multidisciplinare del Centro di Micro-Biorobotica dell'Istituto Italiano di Tecnologia a Pontedera, guidato dalla biologa Barbara Mazzolai, hanno riprodotto il meccanismo con cui l'acqua si muove nei tessuti delle piante rampicanti.

"Abbiamo inventato il primo "tendril", il primo robot soffice, che utilizza il principio dell'osmosi, cioè la capacità delle cellule delle piante di modificare il loro livello interno di umidità, di acqua. Questo meccanismo si basa sulla concentrazione di ioni. In altri termini l'acqua si sposta da zone a basso contenuto di ioni verso zone con una maggiore concentrazione di ioni. La nostra idea è stata di usare questo flusso di acqua per generare un movimento", spiega Mazzolai.

Alla base del viticcio, realizzato in PET, c'è un tubicino in polisofone che contiene un liquido con ioni e funge da membrana osmotica. Il tubo passa attraverso due strati di stoffa in fibra di carbonio, che servono da elettrodi. Quando l'unità viene connessa a una batteria da 1,3 volt, gli ioni vengono attirati e immobilizzati sul tessuto flessibile, causando il processo osmotico, il flusso del liquido e il conseguente movimento del tendril. Disconnettendo la batteria il robot fa il movimento opposto.

Sono numerose le possibili applicazioni del dispositivo, realizzato nell'ambito del progetto GrowBot: dallo sviluppo di protesi ortopediche flessibili e indossabili, capaci di evolvere nelle fasi di riabilitazione del paziente, a tendril dotati di camere e sensori in grado di monitorare l'ambiente ed essere di aiuto in complicate operazioni di salvataggio.

Questo grazie ad uno degli aspetti più innovativi di questo viticcio artificiale, spiega l'ingegnere Edoardo Sinibaldi, membro del gruppo di lavoro: la possibilità che possa fare "un movimento reversibile". Proprio come avviene per i viticci naturali che, "se trovano un supporto non adatto alla loro fase di crescita, possono tornare indietro".

Il tendril è il secondo "plantoide" realizzato dal team di Mazzolai, che in passato ha dovuto lottare contro il pregiudizio che potessero esistere solo umanoidi o animaloidi. Le perplessità nascevano dal fatto che le piante sembrano immobili: di qui il dubbio sulla reale utilità di un robot statico.

Ma le piante si muovono, e lo fanno crescendo. Secondo Mazzolai, le loro straordinarie capacità di adattamento all'ambiente hanno molto da insegnarci.

Grazie al visionario programma Future and Emerging Technologies (FET) dell'Unione europea, la ricercatrice ha trovato i finanziamenti per far partire la sua ricerca pionieristica, che l'ha portata a realizzare nel 2015 la prima pianta robot al mondo, nell'ambito del progetto Plantoid.

Il plantoide è dotato di radici intelligenti, sensibili a fattori come la luce e l'umidità. Come lo sono quelle reali, che devono muoversi nel suolo in cerca di nutrimento o per evitare un pericolo, ad esempio la presenza di sostanze nocive nel terreno.

Per deviare, le radici aggiungono materiale ai propri tessuti, in altre parole crescono nella direzione desiderata. Questo meccanismo è stato riprodotto dai ricercatori con una stampante 3D.

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